Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии
Оценка 4.7

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Оценка 4.7
Памятки
docx
химия
Взрослым
20.01.2017
Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии
В данной методической разработке приведены алгоритмы решения основных видов расчетных задач по химии. подробно показан ход решения расчетной задачи каждого отдельно взятого типа химических расчетных задач. После приведенного алгоритма даны три задачи, которые студент должен решить сам, чтобы закрепить методику решения данного типа задач
задачи СПО.docx
I Вычисление  относительной молекулярной массы вещества по формуле. Решение  Мr (N2O) = Аr(N) ∙ 2 + Аr(О) = 14∙ 2 + 16 = 44 а.е.м. Вычислите относительную молекулярную массу вещества по формуле N2O. Дано:  N2O. Найти: М(N2O)­? Ответ:  М(N2O) = 44 а.е.м. Задачи для самостоятельного решения. 1 Вычислите относительную молекулярную массу вещества по формуле NaNO3. 2 Вычислите относительную молекулярную массу вещества по формуле Na3РO4. 3 Вычислите относительную молекулярную массу вещества по формуле Al2(SO4)3. II Вычисление массовой доли элемента в сложном веществе. Вычислите массовую долю кислорода в формуле серной кислоты H2SO4. Дано: H2SO4. Найти: ω% (H2SO4)­? М(H2 SO4) = Аr(H) ∙ 2 + Аr(S) + Аr(О) ∙4 = 1∙ 2  + 32 + + 16 ∙ 4= 98 г/моль 1 Рассчитываем молярную массу серной кислоты  Решение  2 Рассчитываем массовую долю кислорода по формуле  = Аω r(О) ∙4/ М(H2 SO4) ∙ 100% 3 Подставляем числа в формулу и производим расчет  = 16 ∙ 4/ 98 ∙ 100% = 65,3 % ω Найти:  ω% (O) = 65,3% Задачи для самостоятельного решения. 1 Вычислите массовую долю калия  в формуле оксида калия К2O. 2 Вычислите массовую долю фосфора  в формуле фосфорной кислоты H3РO4. 3 Вычислите массовую серы в формуле сульфата алюминия Al2 (SO4)3. III Вычисления, связанные с использованием понятия «число Авогадро» Решение ν N = NA∙  N(H2O)  =  6,02 ∙ 1023 ∙ 36 / 18  =  12,04 ∙ 1023 молекул  = m / М;      N = N A ∙  m / М;   ν Вычислите, сколько молекул воды содержится в 36 г воды. Дано: m (H2O) = 36г NA= 6,02∙1023моль­1 Найти: N(H2O) молекул Ответ: N(H2O)  = 12,04 ∙ 1023 молекул Задачи для самостоятельного решения. ;        1 Вычислите, сколько молекул азота  содержится в 56 г азота. 2 Вычислите, сколько молей серы содержит 3,01∙1023 молекул. 3 Вычислите, в какой массе серной кислоты содержится 12,04∙1023 молекул. IV Вычисления массы вещества по известной массе вещества. Вычислите массу воды, которая образуется при сгорании 10 г водорода. Дано:  m(H2) = 10г. 1 Записываем уравнение химической реакции Решение                    2Н2    +    О2     =      2Н2О      Найти: m(Н2O)­? 2 Над веществами записываем данные, которые указаны в тексте задачи                                  10г                               х г                                  2Н2    +    О2     =      2Н2О  3 Под уравнением записываем данные, которые  вытекают   из   уравнения   химической   реакции   по   закону   сохранения   массы вещества 10г                               х г 2Н2    +    О2     =      2Н2О      ν М  2г/моль                        18 г/моль m  4                                    36 г      2 моль                         2 моль 4 Составляем пропорцию, находим х. 10 / 4  =  х / 36;                х = 10 ∙ 36 / 4  =  90г Ответ:  m(Н2O) = 90г Задачи для самостоятельного решения  1 Вычислить массу оксида цинка, полученного при сжигании 6,5 г цинка. 2 Вычислите массу натрия, необходимую для получения 5,85 г хлорида натрия. 3 Вычислите массу серы, необходимую для получения 15 г сульфида алюминия Al2S3. V Вычисление количества вещества по известной массе вещества Вычислите количество сероводорода, полученного при взаимодействии 3,2г серы с достаточным количеством водорода. Дано:  m(S) = 3,2г. 1 Записываем уравнение химической реакции Решение                       Н2    +    S    =      Н2S      Найти: (Нν 2S) ­ ? 2 Над веществами записываем данные, которые указаны в тексте задачи               3,2г        х моль                Н2    +    S     =      Н2S     Под уравнением записываем данные, которые  вытекают   из   уравнения   химической   реакции   по   закону   сохранения   массы вещества               3,2г        х моль Н2    +    S     =      Н2S                                               М  32г/моль                                             m  32г                           1моль       1 моль ν 3 Составляем пропорцию, находим х. 3,2 / 32  =  х / 1;                х = 3,2 ∙ 1 / 32  =  0,1 моль Ответ:   (Нν 2S) = 0,1 моль Задачи для самостоятельного решения. 1 Вычислите   количество   хлорида   алюминия,   полученного   при   взаимодействии   5,4   г алюминия с достаточным количеством хлора. 2 Вычислите количество оксида серы(VI), полученного при взаимодействии 6,4 г серы с достаточным количеством кислорода. 3 Вычислите   количество   азота,   необходимого   для   получения   оксида   азота(IV)   при взаимодействии 5,6 г азота с достаточным количеством кислорода. VI   Расчеты по термохимическим уравнениям Дано: Q =394 кДж; Q1 =1970кДж. Найти: m1 (С)­? Решение  1 На   основании   термохимического   уравнения   реакции   (приведено   в условии задачи) записываем: ν 1/ (С) =  ν1(С) = Q1∙1/Q; ν1(С) = 1970∙1/394 = 5моль Q/Q1; 2 Вычисляем массу углерода, вступившего в реакцию: m1(С) = ν1(С)∙М(С); m1(С) = 5∙12 = 60г Ответ: m1(С) = 60г   Задачи для самостоятельного решения. 1 По термохимическому уравнению реакции: 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O + 857,3 кДж вычислите количество теплоты, которое может выделиться при сжигании 170г сероводорода. 2 По термохимическому уравнению химической реакции горения натрия в хлоре: 2Na + Cl2 = 2NaCl + 824 кДж вычислите объем хлора (н.у.) который вступил в эту реакцию, если количество выделившейся теплоты было равно 41,20 кДж. 3 При   сжигании   6,5г   цинка   в   кислороде   выделилось   34,89   кДж   теплоты.   Вычислите тепловой   эффект   химической   реакции.   Запишите   термохимическое   уравнение   этой реакции.     VII Вычисления с применением понятия «молярный объем газа» Вычислите плотность кислорода  в г/мл. Дано:  О2. Найти: ρ (О2)­? Решение  = 100г.   1 Выберем для расчетов некоторую массу газа, например 100г. Т.е. m(О2) 2 Рассчитываем молярную массу кислорода. 3 Рассчитываем количество вещества кислорода, что  составит:  2) = m(О2)/М(О2);  4 Рассчитываем объем кислорода при нормальных условиях: 2) = 100 / 32 = 3,125 моль  (Оν  (Оν V(О2) =  (Оν 2)∙Vm;   V(О2) = 3,125 ∙22,4 = 70 л = 70000мл 5 Вычисляем плотность кислорода в г/мл: (Оρ 2) = m(О2)/V(О2); (Оρ 2) = 100 / 70000  ≈  0,00143 г/мл Ответ: ρ (О2)  Задачи для самостоятельного решения.  0,00143 г/мл ≈ 1 Определите плотность азота в г/мл. 2 Определите плотность аммиака в г/мл. 3 Определите плотность оксида серы (VI). VIII Вычисления относительной плотности газа. Вычислите относительную плотность хлора по водороду.. Дано: Cl2 Решение. Найти:  D н2 (Сl2) 1 D н2  (Сl2) = М(Cl2) / М(Н2) 2 Рассчитываем молярную хлора.      М(Cl2) = 35,5 ∙ 2 = 71 г/моль 3 Рассчитываем молярную массу водорода       М(Н2) = 1∙ 2 = 2 г/моль 4 Подставляем полученные данные в первую формулу и рассчитываем 71: 2 = 35,5 Ответ: D н2 (Сl2) = 35,5 Задачи для самостоятельного решения. 1 Определите относительную плотность азота  по водороду. 2 Определите относительную плотность аммиака по гелию. 3 Определите плотность оксида серы (VI) по кислороду. IX Вывод химической формулы по массовым долям химических элементов Определите формулу вещества, если в его составе 42,8% углерода и 57, 2% кислорода. Дано: CxOyω(С) = 42,8% ω(О) = 57,2% Найти: CxOy­? Решение 1. Пусть в формуле вещества  x  атомов углерода и  y  ­ кислорода. В этом случае формула примет вид СхОy. 2. Соединение с простейшей формулой CxOy относится к классу оксидов. 3.   Масса   элемента   углерода   равна   произведению   относительной   атомной массы его на число атомов, входящих в данное вещество. m(C) = Ar(C) * x m(C) = 12x 4.   Масса   элемента   кислорода   равна   произведению   относительной   атомной массы элемента на число атомов, входящих в данное вещество. m(O) = Ar(O) * y m(O) = 16y 5. Соотношение масс элементов углерода и кислорода в соединении: m(C) : m(O) = 12x : 16y m(C) : m(O) = 3x : 4y 6.   Соотношение   масс   элементов   углерода   и   кислорода   в   формуле определенное из условия задачи: m(C) : m(O) = 42,8% : 57,2% m(C) : m(O) = 0,428 : 0,572 7. Решаем уравнение относительно соотношения x : y: 12x : 16y = 0,428 : 0,572 x : y = 0,428/12 : 0,572/16 x : y = 0,036 : 0,036 Отношение x и y показывает соотношение числа атомов углерода и кислорода в простейшей формуле. 8. Число атомов может быть равно только целому числу, то есть x и y могут быть только целыми числами. 9. Для того чтобы получить соотношение целых чисел, делим оба числа на 0,036. x : y = 0,036/0,036 : 0,036/0,036 x : y = 1 : 1 Соотношение   числа   атомов   углерода   и   кислорода   в   молекуле   соединения равно x : y = 1 : 1 10. Так как за  x  принимали число атомов углерода, а за  y  принимали число атомов кислорода, простейшая формула вещества ­ СО. Ответ: простейшая формула соединения CO и называется оно оксид углерода (II) или угарный  газ. Задачи для самостоятельного решения. 1 Определите формулу вещества, если массовая доля натрия в нем составляет 42,07% , фосфора – 18,91%, кислорода39,02%. 2 Определите формулу вещества, если в нем содержится 75% алюминия и 25% углерода. 3 Определите формулу вещества, если в нем содержится 43,4% натрия, 11,3% углерода, остальное – кислород. X. Вычисление объема вещества по его количеству. Определить   объём,   который   займет   при   нормальных   условиях   углекислый   газ,   количество вещества которого составляет 0,3 моль. Дано: (ν CO2)=0,3моль Найти:V(CO2) ­? Решение  1.   Для   нахождения   объёма   углекислого   газа   по   его   количеству   вещества можно использовать формулу: V(X) = ν(X) * Vm 2. Объём углекислого газа находим как произведение его количества вещества на молярный объём газа: V(CO2) = ν(CO2) * Vm V(CO2) = 0,3 моль * 22,4 л/моль V(CO2) = 6,72 л Ответ: V(CO2) = 6,72 л.  Задачи для самостоятельного решения. 1 Определить   объём,   который   займет   при   нормальных   условиях   аммиак,   количество вещества которого составляет 0,5 моль. 2 Определите количество вещества водорода в объеме 100литров. 3 Определите объем, который займет хлороводород количеством 1,5моль.  XI. Вычисление массовой доли растворенного вещества, если вещества взаимодействует с водой Рассчитайте массовую долю ортофосфорной кислоты в растворе, полученном при растворении в 200 мл воды продукта полного окисления 24,8 г красного фосфора. Дано: V(H2O)=200мл m(P) = 24,8 г Найти: ω(H3PO4) ­ ? Решение  1.  Полное   окисление   фосфора   кислородом   приводит   к  образованию   оксид фосфора (V) ­ P2O5. Уравнение реакции: 2. Найдём количество вещества фосфора с помощью формулы: 3. Молярная масса фосфора численно равна относительной атомной массе его: 4P + 5O2 = 2P2O5 ν(P) = m(P)/M(P) Ar(P) = 31 М(P) = 31 г/моль ν(Р) = 24,8 г/31 г/моль ν(Р) = m(Р)/M(Р) ν(Р) = 0,8 моль 4.   Количество   вещества   фосфора   находим   как   отношение   его   массы   к молярной массе: 5. В соответствии с уравнением реакции: 4P + 5O2 = 2P2O5 Количество вещества образовавшегося оксида фосфора (V) в 2 раза меньше вступившего в реакцию количества вещества фосфора. Так как по условию задачи ν(P) = 0,8 моль, следовательно ν(P2O5) = 0,4 моль. 6. При растворении в воде оксида фосфора (V) образуется ортофосфорная кислота ­ H3PO4. Реакции соответствует уравнение: P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 7. Из уравнения реакции видно: P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 Количество   вещества   образовавшейся   ортофосфорной   кислоты   в   2   раза больше прореагировавшего с водой количества вещества оксида фосфора (V). По условию задачи ν(P2O5) = 0,4 моль, следовательно ν(H3PO4) = 0,8 моль. 8. Молярная масса ортофосфорной кислоты численно равна относительной молекулярной массе её: Mr(H3PO4) = 3Ar(H) + Ar(P) + 4Ar(O) Mr(H3PO4) = 3 * 1 + 31 + 4 * 16 Mr(H3PO4) = 98 M(H3PO4) = 98 г/моль Ответ: ω(H3PO4) = 30,5%. Задачи для самостоятельного решения. 1 Рассчитайте  массу  оксида  серы(IV), которую нужно добавить  в 500  г    10% раствора серной кислоты, чтобы концентрация его увеличилась в 2 раза. XII. Вывод молекулярной формулы вещества по продуктам горения. При   сжигании   газообразного   углеводорода   в   избытке   кислорода   образовалось   3,3   г   оксида углерода (IV) и 2,02 г воды. Относительная плотность углеводорода по воздуху составляет 1,03. Установите молекулярную формулу сгоревшего вещества. Дано: Формула углеводорода CxHy Решение  1. В реакции горения углеводорода получаются углекислый газ  CO2  и вода H2O. 2. Составим схему горения неизвестного углеводорода. m(CO2) = 3,3г m(H2O)=2,02г D(CxHy)по воздуху= 1,03 Найти: CxHy ­ ? 3. Определим молярную массу воды. CxHy + O2 → CO2 + H2O Мr(H2O) = 1 * 2 + 16 Мr(H2O) = 18 М(H2O) = 18 г/моль 4.   Массу   водорода   примем   за  х  и   определим   массу   элемента   водорода, содержавшегося в образце исходного углеводорода.  18 г/моль H2O содержит 2 г/моль элемента H Составим пропорцию: 2,02 г H2O содержит х г элемента H 18 г/моль : 2,02 г = 2 г/моль : х х = 2 г/моль * 2,02 г/18 г/моль m(H) = 0,22 г 5. Вычислим молярную массу углекислого газа. Мr(CO2) = 12 + 16 * 2 х = 0,22 г Мr(CO2) = 44 М(CO2) = 44 г/моль 6.   Составим   пропорцию   и   рассчитаем   массу   элемента   углерода, содержавшегося в образце исходного соединения. Массу элемента углерода примем за х. 44 г/моль CO2 содержит 12 г/моль элемента C 3,3 г CO2 содержит х г элемента C 44 г/моль : 3,3 г = 12 г/моль : х х = 12 г/моль * 3,3 г/44 г/моль х = 0,9 г m(C) = 0,9 г 7. Рассчитаем массу образца исходного углеводорода. m(образца CxHy) = m(H) + m(C) m(образца CxHy) = 0,22 г + 0,9 г 8. Вычислим массовую долю элемента углерода в образце исходного вещества. m(образца CxHy) = 1,12 г ω(C) = m(C) * 100%/m(образца CxHy) ω(C) = 0,9 г * 100%/1,12 г = 80,36% 9.   Определим   массовую   долю   элемента   водорода   в   образце   неизвестного углеводорода. ω(H) = m(H) * 100%/m(образца CxHy) ω(H) = 0,22 г * 100%/1,12 г ω(H) = 19,64% 10. Средняя молярная масса воздуха равна 29 г/моль. 11. Вычислим молярную массу неизвестного газообразного углеводорода. D(CxHy) = M(CxHy)/M(воздуха) M(CxHy) = D(CxHy) * M(воздуха) M(CxHy) = 1,03 * 29 г/моль M(CxHy) = 29,87 г/моль 12. Определим массу элемента углерода в 1 моль CxHy. ω(C) = m(C) * 100%/М(CxHy) * ν(CxHy) m(C) = М(CxHy) * ν(CxHy) * ω(C)/100% m(C) = 29,87 г/моль * 1 моль * 80,36%/100% m(C) = 24 г 13.   Определим   количество   вещества   элемента   углерода   в   одном   моле неизвестного   углеводорода.   Эта   величина   соответствует   индексу  х  в молекулярной формуле исходного вещества. ν(C) = m(C)/M(C) ν(C) = 24 г/12 г/моль ν(C) = 2 моль 14. Рассчитаем массу элемента водорода в 1 моль CxHy. ω(H) = m(H) * 100%/М(CxHy) * ν(CxHy) m(H) = М(CxHy) * ν(CxHy) * ω(H)/100% m(H) = 29,87 г/моль * 1 моль * 19,64%/100% m(H) = 5,87 г 15.   Определим   количество   вещества   элемента   водорода   в   одном   моле неизвестного   углеводорода.   Эта   величина   соответствует   индексу  у  в молекулярной формуле неизвестного соединения. Ответ: вещество, участвующее в горении, имеет формулу C2H6. Задачи для самостоятельного решения. 1. При сжигании 1 моль предельного углеводорода образуется 22,4 л углекислого газа (н.у.) и 36 г воды. Найдите молекулярную формулу этого соединения и рассчитайте, какой объем воздуха потребуется для полного сгорания 1 л этого газа. 2. При сжигании газообразного углеводорода с плотностью по водороду 21 получено 8,4 л оксида углерода (IV) (н.у.) и 6,75 г воды. Определите формулу углеводорода. 3. Определите молярную формулу углеводорода, если известно, что при сгорании его объемом 0,0112 м3 образуется углекислый газ объемом 0,0336 м3 (объемы газов измерены при н.у.) и пара воды массой 0,036 кг.   XIII. Вычисление массы или объема вещества по уравнению химической реакции, если  исходное вещество содержит примеси. Определите, сколько литров углекислого газа можно получить при взаимодействии мела массой 150 граммов, содержащего 10% примесей с соляной кислотой. Дано:  m(мела) = 150г ω (прим) = 10% Найти: V(СО2) ­ ?   кислота HCl, продуктом реакции будет углекислый газ и   хлорид кальция. 1 Исходными реагентами являются карбонат кальция и соляная CаCО3   +   2HCl   →  CаCl2    +    CО2    +    H2О Решение  2 Рассчитываем массовую долю чистого карбоната кальция в 150 г мела ω  =  100  ­  10 = 90% 3 Рассчитываем  массу чистого карбоната кальция: m = 150 ∙ 90/ 100 = 135 г 4 Рассчитываем молярную массу карбоната кальция: М(СаСО3) = 40  +  12  +  16 ∙ 3  = 100г/моль ν 5  Рассчитываем, сколько молей составляет 135 г карбоната кальция (СаСО 3) = 135/100  = 1,35 моль ν (СаСО 2) = 1,35 моль 3) =  (СОν 6 7 Находим объем углекислого газа:  V(СО2) = 1,35  ∙ 22,4 = 30,24 л Ответ: можно получить 30,24 л углекислого газа. 1 Определите,   сколько   граммов   хлорида   кальция   можно   получить   из   300   г   карбоната кальция, содержащего 20% примесей. 2 Вычислите массу серной кислоты, которую можно получить из  1т серного колчедана, содержащего 80% чистого FeS2. 3 Вычислите объем аммиака, полученного из 200 м3 воздуха, содержащего 73% азота? XIV.   Вычисление выхода массы вещества от теоретически возможного.   Рассчитайте массу хлорида аммония, полученного из 400 литров аммиака, если выход составляет 50% от теоретически возможного. Дано: V(NH3)=400л ɳ(NH4Cl)  = 50% Найти: m(NH4Cl) ­ ? 1 Составляем   уравнение   химической   реакции   получения   хлорида 2 Находим количество молей аммиака в 400 л данного газа NH3  +   HCl   =  NH4Cl 400 : 22,4 = 17,9 моль Решение  аммония 3 Рассчитываем молярную массу хлорида аммония М(NH4Cl)  =  14 + 1 х 4 +  35,5  = 53,5 г/моль  4 Рассчитываем массу образовавшегося хлорида аммония  ( NH 3)  =   (NHν 4Cl) = 17,9 моль   ν 5 Рассчитываем выход хлорида аммония от теоретически возможного 4Cl) х М(NH4Cl)  = 17,9 х 53,5 = 957,65 г m(NH4Cl)  =   (NHν ɳ(NH4Cl)  = mпр : mтеор  х100%  mпр  =  mтеор    х   ɳ  :  100%  =  957,65   х  50  : 100   = 478,8 г       Ответ: из 400 л аммиака можно получить 478,8 г хлорида аммония, при выходе 50% от  теоретически возможного. 1 Рассчитайте массу хлорида натрия, полученного из 40 г натрия, если выход составляет  80% от теоретически возможного. 2 Рассчитайте массу хлорида серебра, полученного при взаимодействии 150 г 10% раствора нитрата серебра с хлоридом натрия., если выход составляет 90% от теоретически  возможного.  3 При пропускании избытка аммиака через раствор массой 600 г с массовой долей азотной  кислоты 42% получили нитрат аммония массой 300 г. Определите массовую долю выхода  нитрата аммония. XV.  Вычисление массы примесей в исходном веществе Из 0,7 кг технического карбида кальция при полном разложении его водой получили 201,6 л ацетилена,   измеренного   при   нормальных   условиях.   Рассчитайте   массу   примесей   в   исходном образце карбида. Дано: V(C2Н2)=201,6л m(образца)=   0,7 кг  =  (700 г) Решение  1.   В   реакцию   с   водой   вступает   карбид   кальция  CaC2,   в   результате взаимодействия получается CH≡CH ацетилен. Найти: m(примесей) ­ ? 2. Составим схему процесса получения ацетилена карбидным способом. 3. Составим уравнение химической реакции между карбидом кальция и водой. CaC2 + H2O → CH≡CH↑ + Ca(OH)2↓ CaC2 + 2H2O → C2Н2↑ + Ca(OH)2↓ 4. Объём ацетилена измерен при нормальных условиях. При этом давление составляет 101325 Па или 101,325 КПа, а температура равна 273 K. 5.   Вычислим   количество   вещества   ацетилена,   получившегося   в   результате реакции   гидролиза.   Воспользуемся   формулой   для   расчёта   количества вещества газа. ν(газа) = V(газа)/Vm ν(C2H2) = V(C2H2)/Vm ν(C2H2) = 201,6 л/22,4 л/моль ν(C2H2) = 9 моль 6.   Количество   вещества   карбида   кальция   примем   за  х.   Определим,   какое количество вещества карбида кальция, приняло участие в превращении. 1 моль C2H2 образуется из 1 моль CaC2 9 моль C2H2 образуется из х моль CaC2 Составим пропорцию: 1 моль : 9 моль = 1 моль : х ν(CaC2) = 9 моль 7. Вычислим молярную массу карбида кальция. х = 9 моль Mr(CaC2) = 40 + 12 * 2 Mr(CaC2) = 64 8.   Рассчитаем   массу   карбида   кальция,   принявшего   участие   в   реакции гидролиза. M(CaC2) = 64 г/моль ν(CaC2) = m(CaC2)/M(CaC2) m(CaC2) = ν(CaC2) * M(CaC2) m(CaC2) = 9 моль * 64г/моль m(CaC2) = 576 г 9. Рассчитаем массу примесей в образце карбида кальция. m(примесей) = m(образца) ­ m(CaC2) m(примесей) = 700 г ­ 576 г m(примесей) = 124 г Ответ: масса примесей в предложенном образце составляет 124 г. Задачи для самостоятельного решения. 1.  технический цинк массой 0,33 г обработали разбавленной серной кислотой. Выделилось 112 мл водорода при н.у.. рассчитайте массовую долю цинка в техническом металле. 2. Железная руда содержит магнетит Fe3О4  массовая доля которого равна 65 %. Рассчитайте массовую долю железа в этой руде. XI. Рассчитайте массу воды и массу раствора серной кислоты, с массовой долей  растворённого вещества 50%, необходимых для приготовления 250 г раствора серной  кислоты с массовой долей 10%. Дано:   m2(р­ра  H2SO4) =250 г ω1(H2SO4)=50% ω2(H2SO4)=10% Найти: m(H2O) ­ ? m1(р­ра H2SO4) ­ ? Решение  1.   Массовая   доля   растворённого   вещества   ­   величина,   показывающая отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора. 2. Для нахождения массовой доли серной кислоты в растворе применим формулу: ω(Х) = m(Х) * 100%/m(раствора) Чтобы вычислить массовую долю вещества в растворе необходимо знать массу растворённого вещества и массу раствора. 3.   Выразим   массу   растворённого   вещества   через   массу   раствора   и массовую  долю. Формула  для расчета  массы  растворённого вещества имеет вид: m(Х) = m(раствора) * ω(Х)/100% 4.   Рассчитаем   массу   серной   кислоты,   которая   содержится   в приготовленном   растворе   серной   кислоты   с   массовой   долей растворённого вещества 10%. m2(H2SO4) = m(раствора H2SO4) * ω(H2SO4)/100% m2(H2SO4) = 250 г * 10%/100% m2(H2SO4) = 25 г 5.   Выразим   массу   раствора   через   массу   растворённого   вещества   и массовую долю его в растворе. Формула для расчёта массы раствора имеет вид: m(раствора) = m(Х) * 100%/ω(Х) 6. Выразим массу раствора серной кислоты через массу растворённого вещества   и   его   массовую   долю.   Рассчитаем   массу   раствора   серной кислоты с массовой долей растворённого вещества 50% по формуле: m1(раствора H2SO4) = m(H2SO4) * 100%/ω(H2SO4) m1(раствора H2SO4) = 25 г * 100%/50% m1(раствора H2SO4) = 50 г 7.   Общая   масса   раствора   серной   кислоты   с   массовой   долей   10%, складывается из массы раствора с массовой долей серной кислоты 50% и массы воды, которую используют для разбавления раствора. Масса раствора кислоты, который нужно приготовить нам известна из условия   задачи   массу   исходного   раствора   серной   кислоты   мы рассчитали.  m(H2O) = m2(раствора H2SO4) ­ m1(раствора H2SO4) m(H2O) = 250 г ­ 50 г m(H2O) = 200 г 8. При приготовлении растворов раствор с большей плотностью всегда Ответ: m(H2O) = 200 г, m1(раствора H2SO4) = 50 г.  Задачи для самостоятельного решения. 1 Вычислите массу иода и спирта, которые потребуются для приготовления 50г 5% раствора иодной настойки. 2 Вычислите массовую долю растворенного вещества в растворе, для приготовления которого использовали 50г щелочи и 450г воды. 3 200г 16%   раствора соли упарили наполовину. Какой стала массовая доля соли в полученном растворе?  XII.  Какая масса гидроксида кальция получится при гашении водой 20 г оксида кальция? Дано: m(CaO)=20 г Найти: m(Ca(OH)2)­? Решение  1. Составим схему взаимодействия оксида кальция с водой. 2. Составим уравнение химической реакции оксида кальция с водой: CaO + H2O → Ca(OH)2 CaO + H2O = Ca(OH)2 3. Из уравнения реакции следует, что количества вещества, вступающих в реакцию соединений, относятся между собой в соотношении один к одному.   Следовательно,   количество   вещества   оксида   кальция составляет 1 моль. ν(CaO) = 1 моль. 4.   По   уравнению   реакции   количество   гидроксида   кальция   равно количеству оксида кальция: ν(Ca(OH)2) = 1 моль 5. Рассчитаем молярную массу оксида кальция: Mr(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) Mr(CaO) = 40 + 16 = 56 Mr(CaO) = 56 М(СаО) = 56 г/моль 6. Массу оксида кальция, вступающего в реакцию согласно уравнению реакции, рассчитаем по формуле: m(CaO) = ν(CaO) * M(CaO) m(CaO) = 1 моль * 56 г/моль m(CaO) = 56 г 7. Рассчитаем молярную массу гидроксида кальция: Mr(Ca(OH)2) = Ar(Ca) + 2Ar(O) + 2Ar(H) Mr(Ca(OH)2) = 40 + 32 + 2 Mr(Ca(OH)2) = 74 М(Ca(OH)2) = 74 г/моль 8.   Массу   гидроксида   кальция,   получающегося   в   реакции   из   1   моль оксида кальция согласно уравнению реакции, рассчитаем по формуле: m(Ca(OH)2) = ν(Ca(OH)2) * M(Ca(OH)2) m(Ca(OH)2) = 1 моль * 74 г/моль m(Ca(OH)2) = 74 г 9. После введения недостающего данного рассуждение принимает вид: Из 56 г оксида кальция при гидратации получается 74 г гидроксида кальция Из 20 г оксида кальция при гидратации получается x г гидроксида кальция На основе этого рассуждения составим пропорцию: 56 г : 74 г = 20 г : x Ответ: m(Ca(OH)2) = 26,4 г. Задачи для самостоятельного решения. XVI. Какие массы нитрата натрия и воды необходимо взять для приготовления 250 г  водного раствора нитрата натрия с массовой долей растворённого вещества 10%. Дано:   m(р­ра NaNO3)= 250г ω(NaNO3)=10% Найти: m(NaNO3) ­ ? m(H2O) ­ ? Решение  1. В растворе присутствуют  два компонента нитрат  натрия  NaNO3  и вода H2O. 2.   Чтобы   вычислить   массу   нитрата   натрия   в   растворе   будем использовать формулу: m(X) = m(р­ра) * ω(X)/100% Эту формулу вывели, зная, что массовая доля растворённого вещества ­ это отношение массы растворённого вещества к массе раствора: ω(X) = m(X) * 100%/m(р­ра) 3. Массу нитрата натрия в растворе находим как произведение массы раствора и массовой доли растворённого вещества, отнесённое к 100%: m(NaNO3) = m(р­ра) * ω(NaNO3)/100% m(NaNO3) = 250г * 10%/100% = 25 г m(NaNO3) = 25 г 4.  Массу   воды   рассчитываем   как   разность   между   массой   раствора   и массой нитрата натрия: m(Н2О) = m(р­ра) ­ m(NaNO3) Ответ: для приготовления раствора необходимо взять следующие массы компонентов  m(NaNO3) = 25 г, m(H2O) = 225 г. Задачи для самостоятельного решения. m(Н2О) = 250 г ­ 25 г m(Н2О) = 225 г III. На сгорание образца метана объёмом 7 литров (н. у.), содержащего негорючие газообразные примеси, израсходовано 60 литров воздуха (н. у.), с объёмной долей  кислорода 21%. Определите объёмную долю метана в исходном образце. Дано: V(образца метана) = 7 л V(воздуха)=60л ϕ(O2) = 21% Найти: ϕ(CH4) = ? Решение  В реакции горения участвуют два вещества метан CH4 и кислород O2. 1. Запишем схему горения метана в кислороде: CH4 + O2 → CO2 + H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 2. Составим уравнение реакции: 3.  Определим  объём   чистого  кислорода,  необходимого   для  сжигания образца метана. ϕ(O2) = V(O2) * 100%/V(воздуха) V(O2) = ϕ(O2) * V(воздуха)/100% V(O2) = 21% * 60 л/100% V(O2) = 12,6 л 4. Рассчитаем количество вещества кислорода, принимавшего участие в горении. ν(O2) = 12,6 л/22,4 л/моль ν(O2) = V(O2)/Vm(O2) ν(O2) = 0,56 моль 5. Определим количество вещества сгоревшего метана: 1 моль CH4 реагирует в процессе горения с 2 моль O2 х моль CH4 реагирует в процессе горения с 0,56 моль O2 Составим пропорцию 1 моль : х = 2 моль : 0,56 моль х = 1 моль * 0,56 моль/2 моль 6. Вычислим объём чистого метана, принимавшего участие в горении. х = 0,28 моль ν(CH4) = 0,28 моль ν(CH4) = V(CH4)/Vm V(CH4) = ν(CH4) * Vm V(CH4) = 0,28 моль * 22,4 л/моль V(CH4) = 6,27 л 7. Рассчитаем объёмную долю метана в исходном образце газа. ϕ(CH4) = V(CH4) * 100%/V(CH4) ϕ(CH4) = 6,27 л * 100%/7 л ϕ(CH4) = 89,6% Ответ: объёмная доля метана в исходном образце газа составляет 89,6%.   Задачи для самостоятельного решения. IV. Какой объём метана выделится при нагревании 0,4 моль ацетата натрия с избытком  гидроксида натрия? Дано: ν(CH3COONa) = 0,4 моль Найти: V(CH4) ­ ? Решение  1. Процесс взаимодействия ацетата натрия со щёлочью происходит по схеме: CH3COONa + NaOH → CH4↑ + Na2CO3 2. При нагревании ацетата натрия со щёлочью происходит химическая реакция, которой соответствует уравнение: CH3COONa + NaOH → CH4↑ + Na2CO3 3. Соотношение количеств вещества реагирующих веществ и продуктов реакции   показывают   коэффициенты   в   уравнении   реакции.   Согласно уравнению   из   1   моль   ацетата   натрия   получается   1   моль   метана, следовательно, из 0,4 моль ацетата натрия образуется 0,4 моль метана. 1 моль CH3COONa образует 1 моль CH4 0,4 моль CH3COONa образует х моль CH4 ν(CH4) = 0,4 моль Ответ: V(CH4) = 8,96 л. Задачи для самостоятельного решения. V. Определите, какая масса полиэтилена получится результате полимеризации 50  килограммов этилена, если его выход в процентах от теоретически возможного составляет  100%, считая на исходный этиленовый углеводород Дано: χ((­CH2­CH2­)n) = 100% m(C2H4)=50кг Найти: m((­CH2­CH2­)n) ­ ? Решение  1. Полимеризация этилена происходит по следующей схеме nC2H4 → (­CH2­CH2­)n 2.   Из   схемы   полимеризации   этилена   видно,   что   из   одной   молекулы этилена в реакции полимеризации образуется одно структурное звено полиэтилена.   Так   как   реакция   происходит   количественно,   и   кроме полиэтилена   не   образуется   ни   каких   других   продуктов,   то   массы исходного этилена и синтезированного полимера должны быть равны. nC2H4 → (­CH2­CH2­)n Масса   исходного   этилена   равна   50   кг,   следовательно,   и   масса полиэтилена тоже равна 50 кг. Ответ:  масса образовавшегося полиэтилена равна 50 кг. Задачи для самостоятельного решения. VIII. Сколько литров ацетилена пропустили через аммиачный раствор оксида серебра, если при этом образовалось 12 граммов осадка серого цвета? Реакция проходит количественно. Дано: m(AgC≡CAg) = 12 г Найти: V(CH≡CH)­? Решение  . В осадок выпадает ацетиленид серебра, формула его AgC≡CAg. 2. Составим схему взаимодействия ацетилена с аммиачным раствором оксида серебра. HC≡CH + [Ag(NH3)2]OH → AgC≡CAg↓ + NH3 + H2O 3. Расставим коэффициенты в уравнении реакции: HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH → AgC≡CAg↓ + 4NH3 + 2H2O 4. Определим молярную массу ацетиленида серебра. Mr(AgC≡CAg) = 108 * 2 + 12 * 2 Mr(AgC≡CAg) = 240 M(AgC≡CAg) = 240 г/моль 5. Определим количество вещества ацетиленида серебра, выпавшего в  осадок. ν(AgC≡CAg) = m(AgC≡CAg)/M(AgC≡CAg) ν(AgC≡CAg) = 12 г/240 г/моль ν(AgC≡CAg) = 0,05 моль 5. Количество вещества ацетилена, пропущенного через раствор, примем за х. 1 моль AgC≡CAg образуется из 1 моль HC≡CH 0,05 моль AgC≡CAg образуется из х моль HC≡CH Ответ: через раствор пропустили 1,12 л ацетилена. Задачи для самостоятельного решения. IX. Объёмная доля азота в газовой смеси 40%, кислорода 60%. Определите относительную плотность Дано: Смесь:N2 и O2 ϕ(N2) = 40% ϕ(O2) = 60% Найти:Dвозд (газ.см.) ­? Решение  1.   Для   нахождения   объёма   компонента   в   газовой   смеси   будем использовать формулу: V(X) = ϕ(X) * V(газ. см.)/100% Суммарный объём газовой смеси примем равным 22,4 л. 2. Объём азота в выбранном объёме исходной газовой смеси рассчитаем с помощью формулы. V(N2) = ϕ(N2) * V(газ. см.)/100% V(N2) = 22,4 л * 40%/100% 3.   Объём   кислорода   в   выбранном   объёме   исходной   газовой   смеси рассчитаем с помощью формулы. V(N2) = 8,96 л V(O2) = ϕ(O2) * V(газ. см.)/100% V(O2) = 22,4 л * 60%/100% V(O2) = 13,44 л 4. Для нахождения количества вещества газа по известному объёму его используем формулу:  (ν X) = V(X)/Vm 5. Молярный объём любого газа или газовой смеси при н. у. составляет 22,4 л/моль. 6.   Количество   вещества   азота   находим   как   отношение   его   объёма   к молярному объёму:  (ν N2) = V(N2)/Vm  (ν N2) = 8,96 л/22,4 л/моль  (ν N2) = 0,4 моль 7. Количество вещества кислорода находим как отношение его объёма к молярному объёму:  (ν O2) = V(O2)/Vm  (ν O2) = 13,44 л/22,4 л/моль  (ν O2) = 0,6 моль 8. Для нахождения массы газа по его количеству вещества применим формулу: 9. Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе азота: m(X) =   (ν X) * M(X) Мr(N2) = 2Аr(N) Мr(N2) = 2 * 14 = 28 Мr(N2) = 28 М(N2) = 28 г/моль 10. Массу азота в исходной газовой смеси вычислим по ранее выбранной формуле. m(N2) = ν(N2) * M(N2) m(N2) = 0,4 моль * 28 г/моль Ответ: D(газ. см. по воздуху) = 1,05отность газовой смеси по воздуху.  Задачи для самостоятельного решения. m(N2) = 11,2 г Государственное профессиональное образовательное учреждение  Ямало­Ненецкого автономного округа "НАДЫМСКИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ" Ленинградский пр., д. 6, г. Надым, Ямало­Ненецкий автономный округ, 629736   Тел/факс (3499) 52­50­03 Методика решения расчетных задач по химии Методическое пособие по химии для студентов НПО НАДЫМ 2015 год Пояснительная записка          В данном методическом пособии представлены алгоритмы решения расчетных задач основных типов, изучаемых в общеобразовательных учреждений. Оно рассчитано на учащихся 8­9 классов или учащихся 10­11 классов, которые готовятся к ЕГЭ.   общеобразовательных учреждений. Автор Н.Н.Гара.         Типы   задач   представлены   в   соответствии   с   Программой   курса   химии   для   8­9   классов

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии

Методические рекомендации по решению расчетных задач по химии
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
20.01.2017