Расчеты по уравнениям химических реакций

Урок 14. Расчеты по уравнениям химических реакций

В уроке 14 «Расчеты по уравнениям химических реакций» из курса «Химия для чайников» мы научимся решать задачи, используя уравнения химических реакций.

Вещества вступают в химические реакции в определенных массовых и количественных соотношениях. Следовательно, при проведении реакций в лабораториях и на химических заводах расходуются определенные массы исходных веществ для получения заданной массы продуктов реакции.

Эти расчеты проводят по уравнениям реакций. Единицы величин, которыми пользуются в химии, представлены в таблице 6.

При проведении любого вычисления по уравнению реакции нужно внимательно прочитать условие задачи. Особое в нимание обратите на расстановку коэффициентов, так как соотношение числа структурных единиц реагирующих веществ и получающихся продуктов реакции выражается в уравнениях коэффициентами так же, как и мольные отношения.

Для решения расчетной задачи необходим определенный порядок действий. Рассмотрим его на нескольких примерах.

Пример 1. Железо масс о й 224 г полностью прореагировало с хлором. Рассчитайте массу образовавшегося вещества FeCl₃.

Как решать задачи по химии. Расчет по уравнениям химических реакций.

Как решать задачи по химии? Как проводить простейшие расчеты по уравнениям химических реакций? Сколько выделяется газа, образуется воды, выпадает осадка или сколько получается конечного продукта реакций? Сейчас мы постараемся разобрать все нюансы и ответить на эти вопросы, которые очень часто возникают при изучении химии.

Решение задач в химии является неотъемлемой частью в изучении этой сложной, но очень интересной науки.

Алгоритм решения задач по химии

1. Прочитать условия задачи (если они есть). Да, об этом все знают — как же решить задачу без условий — но все же, для полноты инструкции, мы не могли не указать этот пункт.
2. Записать данные задачи. На этом пункте мы не будем заострять внимание, так как требования различных учебных заведений, учителей и преподавателей могут значительно отличаться.
3. Записать уравнение реакции. Теперь начинается самое интересное! Здесь нужно быть внимательным! Обязательно необходимо верно расставить коэффициенты перед формулами веществ. Если вы забудете это сделать, то все наши усилия буду напрасны.
4. Провести соответствующие расчеты по химическому уравнению. Далее рассмотрим, как же сделать эти самые расчеты.

Для этого у нас есть два пути, как решить задачу по химии. Условно, назовем их правильным (используя понятия количества вещества) и неправильным (используя пропорции). Конечно же, мы бы рекомендовали решать задачи правильным путем. Так как у неправильного пути имеется очень много противников. Как правило, учителя считают, что ученики, решающие задачи через пропорции, не понимают самой сути протекания процессов химических реакций и решают задачи просто математически.

Расчет по уравнениям химических реакций с использованием понятия количества вещества

Суть данного метода, состоит в том, что вещества реагируют друг с другом в строгом соотношении. И уравнение реакции, которое мы записали ранее, дает нам это соотношение. Коэффициенты перед формулами веществ дают нам нужные данные для расчетов.

Для примера, запишем простую реакцию нейтрализации серной кислоты и гидроксида натрия.

H_<2>SO_ <4>+ NaOH → Na_<2>SO_ <4>+ H_<2>O

H_<2>SO_ <4>+ 2NaOH → Na_<2>SO_ <4>+ 2H_<2>O

Исходя из этого уравнения, мы видим, что одна молекула серной кислоты взаимодействует с двумя молекулами гидроксида натрия. И в результате этой реакции получается одна молекула сульфата натрия и две молекулы воды.

Сейчас мы немного отступим от разбора задач, чтобы познакомиться с основными понятиями, которые пригодятся нам в решении задач по химии.

Рассчитывать количество молекул, например в 98 граммах серной кислоты — это не самое удобное занятие. Числа будут получаться огромными ( ≈ 6,022140857⋅10 23 молекул в 98 граммах серной кислоты) . Для этого в химии ввели понятие количества вещества (моль) и молярная масса.

1 Моль (единица измерения количества вещества) — это такое количество атомов, молекул или каких либо еще структурных единиц, которое содержится в 12 граммах изотопа углерода-12. Позднее выяснилось, что в 12 граммах вещества углерод-12 содержится 6,022140857⋅10 23 атомов. Соответственно, можно сказать, что 1 моль, это такая масса вещества, в которой содержится 6,022140857⋅10 23 атомов (или молекул) этого вещества.

Но ведь молекулы и атомы имеют различный состав и различное строение. Разные атомы содержат разное количество протонов и нейтронов. Соответственно 1 моль для разных веществ будет иметь разную массу, имея при это одинаковое количество молекул ( атомов). Эта масса называется молярной.

Молярная масса — это масса 1 моля вещества.

Используя данные понятия, можно сказать, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями гидроксида натрия, и в результате получается 1 моль сульфата натрия и 2 моль воды. Давайте запишем эти данные под уравнением реакции для наглядности.

\beginH_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \\ 1 \: моль & & 2 \: моль & & 1 \: моль & & 2 \: моль \end

Следом запишем молярные массы для этих веществ

\begin H_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \\ 1 \: моль & & 2 \: моль & & 1 \: моль & & 2 \: моль \\ 98 \: г& & 40 \: г & & 142 \: г & & 18 \: г \end

Теперь, зная массу одного из веществ, мы можем рассчитать, сколько нам необходимо второго вещества для полного протекания реакции, и сколько образуется конечных продуктов.

Для примера, решим по этому же уравнению несколько задач.

Задача. Сколько грамм гидроксида натрия (NaOH) необходимо для того, чтобы 49 грамм серной кислоты (H₂SO₄) прореагировало полностью?

Итак, наши действия: записываем уравнение химической реакции, расставляем коэффициенты. Для наглядности, запишем данные задачи над уравнением реакции. Неизвестную величину примем за Х. Под уравнением записываем молярные массы, и количество молей веществ, согласно уравнению реакции:

\begin49 \: г & & X \: г & & & & \\ H_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \\ 1 \: моль & & 2 \: моль & & 1 \: моль & & 2 \: моль \\ 98 \: г& & 40 \: г & & 142 \: г & & 18 \: г \end

Записывать данные под каждым веществом — не обязательно. Достаточно это будет сделать для интересующих нас веществ, из условия задачи. Запись выше дана для примера.

Примерно так должны выглядеть данные, записанные по условиям задачи. Не претендуем на единственно правильное оформление, требования у всех разные. Но так, как нам кажется, смотрится все довольно наглядно и информативно.

Первое наше действие — пересчитываем массу известного вещества в моли. Для этого разделим известную массу вещества (49 грамм) на молярную массу:

49\98=0,5 моль серной кислоты

Как уже упоминалось ранее, по уравнению реакции 1 моль серной кислоты реагирует с 2 моль гидроксида натрия. Соответственно с 0,5 моль серной кислоты прореагирует 1 моль гидроксида натрия.

n(NaOH)=0.5*2=1 моль гидроксида натрия

Найдем массу гидроксида натрия, умножив количество вещества на молярную массу:

1 моль * 40 г/моль = 40 грамм гидроксида натрия.

Ответ: 40 грамм NaOH

Как видите, в решении задачи по уравнению реакции нет ничего сложного. Задача решается в 2-3 действия, с которыми справятся ученики начальных классов. Вам необходимо всего лишь запомнить несколько понятий.

Решение задач по химии через пропорцию

Ну и расскажем про второй способ вычислений по уравнениям химических реакций — вычисления через пропорцию. Этот способ может показаться немного легче, так как в некоторых случаях можно пропустить стадию перевода массы вещества в его количество. Чтобы было более понятно, объясню на том же примере.

Так же, как и в прошлом примере, запишем уравнение реакции, расставим коэффициенты и запишем над уравнением и под уравнением известные данные.

Для этого способа, нам так же понадобится записать под уравнением реакции, следом за молярной массой, массу вещества, соответствующую его количеству по уравнению. Если проще, то просто перемножить две строки под уравнением реакции, количество моль и молярную массу. Должно получиться так:

\begin49 \: г & & X \: г & & & & \\ H_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \\ 1 \: моль & & 2 \: моль & & 1 \: моль & & 2 \: моль \\ 98 \: г& & 40 \: г & & 142 \: г & & 18 \: г \\ 98 \: г & & 80 \: г & & 142 \: г & & 36 \: г \end

А теперь внимание, начинается магия! Нас интересует строка данных над уравнением, и самая нижняя строка под уравнением. Составим из этих данных пропорцию.

Далее находим неизвестное значение Х из пропорции и радуемся полученному значению:

Х=49*80/98=40 грамм

Как видим, получается тот же результат. Прежде всего, при решении задач в химии, главное все же — понимание химических процессов. Тогда решение задачи не станет для вас проблемой!

Методическая разработка на тему «Решение задач на расчеты по уравнениям реакций»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Актуальность создания школьных служб примирения/медиации в образовательных организациях»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

МКОУ «Кужникская СОШ»

Решение задач на расчеты по уравнениям реакций

(методическая разработка по химии)

Составил: учитель химии и биологии

Нахождение массы (количества) вещества по известной массе (количеству) другого…4

Нахождение объема (массы, количества) одного вещества по известному объему (массе, количеству) другого………………………………………………………………….5

Расчеты на объемные отношения газов в химических реакциях………………………..7

Расчеты по термохимическим уравнениям………………………………………………..8

Расчеты по уравнениям с использованием понятия доля………………………………10

Задачи с использованием понятия «Выход продукта реакции»……………………….11

Расчеты по уравнениям, если одно из веществ дано в избытке………………………..13

Расчеты по уравнениям последовательно протекающих реакций……………………..15

Задачи с образованием кислой соли………………………………………………………..19

Задачи на смеси веществ, в случае параллельно протекающих реакций………………..21

Литература для учителей и учащихся……………………………………………………23

Данная разработка предназначена для использования на уроках химии 8-11 классов, на факультативных и кружковых занятиях по химии, а также при подготовке к ОГЭ и ЕГЭ.

Решение задач на расчеты по уравнениям реакций позволяет контролировать усвоение теоретического материала по химии. Решение задач развивает:

— навыки по составлению химических формул, уравнений реакций;

— навыки по преобразованию формул и физических величин;

— способность логически мыслить;

— знание химической терминологии и понимание сущности описанных в задаче процессов.

При решении расчетных задач учащиеся научатся:

— решению различных типов задач;

— решению усложненных задач;

— разным методам решения;

— составлению плана решения;

— оценке правильности полученных результатов;

— самостоятельному составлению химических задач и объяснению их решения.

Основные типы расчетных задач.

Нахождение массы (количества) вещества по известной массе (количеству) другого.

Нахождение объема (массы, количества) одного вещества по известному объему (массе, количеству) другого.

Расчеты на объемные отношения газов в химических реакциях.

Расчеты по термохимическим уравнениям.

Расчеты по уравнениям с использованием понятия доля.

Задачи с использованием понятия «Выход продукта реакции».

Расчеты по уравнениям, если одно из веществ дано в избытке.

Расчеты по уравнениям последовательно протекающих реакций.

Задачи на смеси веществ.

Задачи с образованием кислой соли.

Задачи на смеси веществ, в случае параллельно протекающих реакций.

Нахождение массы (количества) вещества по известной массе (количеству) другого.

1. Какое количество вещества и масса оксида фосфора ( V ) получится при сгорании фосфора массой 6,2 г.

Можно решать методом пропорций и через количество вещества.

1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что знаем, и что необходимо найти:

2.Найдемм количество известного вещества:

ν ( P ) = = = 0,2 моль

3.Запишем количества под формулами, делаем вывод о том, что количество вещества P ₂ О₅ в 2 раза меньше, чем количество вещества P и находим его количество:

0,2 моль 0,1 моль

m ( P ₂ О₅ ) = ν•М = 0,1 моль • 142 г/моль = 14,2 г

2. Железные опилки массой 5,6 г поместили в раствор, содержащий соответствующее количество вещества сульфата меди ( II ). Вычислите количество вещества и массу выделившейся по окончании реакции меди.

3. Найдите массу гидроксида калия, необходимого для полной нейтрализации раствора, содержащего 73 г соляной кислоты. Какова масса соли, образующейся при этом?

4. Вычислите массу осадка, выпадающего при взаимодействии раствора, содержащего 32 г сульфата меди ( II ) с избытком раствора гидроксида натрия.

5. Рассчитайте количество вещества и массу оксида железа ( III ) в реакции с серной кислотой, необходимой для получения 50 г сульфата железа ( III ).

6. Вычислите массу жженой извести, получающейся при обжиге 10 т известняка.

1.Запишем уравнение реакции; отметим что дано, и что необходимо найти:

2.Составим пропорцию и решим:

= ; Х = = 5,6 т

7. Какую массу жженой извести нужно взять для получения 100 кг гашеной извести?

Нахождение объема (массы, количества) одного вещества по известному объему (массе, количеству) другого.

8. Какое количество вещества и объем водорода (н. у.) выделится при взаимодействии 1,08 г алюминия с достаточным объемом соляной кислоты?

1.Запишем уравнение реакции; подчеркиваем что знаем, и что необходимо найти:

2.Найдем количество известного вещества:

ν ( Al ) = = = 0,04 моль

3.Запишем количества под формулами, делаем вывод о том, что количество вещества H ₂ в 1.5 раза больше, чем количество вещества Al , и находим его количество:

0,04 моль 0,06 моль

4.Рассчитаем объем H ₂ :

V ( H ₂ ) = ν• V_m = 0,06 моль • 22,4 л/моль = 1,344 л

ν ( H ₂ ) = 0,06 моль

V ( H ₂ ) = 1,344 л

9. Гранулы цинка массой 13 г поместили в раствор серной кислоты. Какой объем водорода (н. у.) выделится после полного растворения данной массы цинка?

10. Вычислите количество вещества и объем углекислого газа (н. у.), выделяющегося в реакции 25 г мела с соляной кислотой.

11. Какой объем (н. у.) кислорода и водорода можно получить разложением 200 мл воды постоянным током?

12. Рассчитайте количество вещества и массу перманганата калия, которого нужно разложить для получения 5 л кислорода (н. у.).

13. Для заполнения метеозондов часто применяют получение водорода реакцией гидрида кальция СаН₂с водой. Какую массу гидрида кальция необходимо взять для реакции с водой, чтобы получить 300 л водорода (н. у.)?

14. Какой минимальный объем водорода (н. у.) необходим для полного восстановления железа из 100 кг магнитного железняка Fe ₃ O ₄ ?

Расчеты на объемные отношения газов в химических реакциях.

15. 200 л водорода сожгли в атмосфере хлора. Какой объем хлороводорода при этом получится? Все объемы приведены к н. у.

Такие задачи легче решать методом пропорций.

1.Запишем уравнение реакции; отметим что знаем, и что необходимо найти:

2.Запишем объемы газов согласно стехиометрическим коэффициентам:

3.Составим пропорцию и решим:

= ; Х = = 400 л

16. Найдите объем кислорода и объем воздуха, расходующегося на полное сгорание 100 м 3 метана.

17. Вычислите объемы азота и водорода, которые должны прореагировать, для получения 500 м 3 аммиака.

18. Какой объем водорода расходуется на полное гидрирование 150 л ацетилена?

19. Вычислите объем хлора, необходимого для полного хлорирования 300 мл метана.

20. Сколько м 3 углекислого газа выделится в результате полного сгорания 1 м 3 пропана? Какой объем кислорода при этом израсходуется?

Расчеты по термохимическим уравнениям.

21. По термохимическому уравнению

4 P + 5 O ₂ = 2 P ₂ O ₅ + 3010 кДж

1)вычислите количество теплоты, выделяющейся при сгорании 62 г фосфора;

1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что дано, и что необходимо найти. Запишем данные по уравнению:

3.Составим пропорцию и решим:

= ; Q = = 1505 кДж

2) вычислите массу образовавшегося оксида фосфора ( V ), если в реакции выделилось 9030 кДж теплоты.

1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что дано, и что необходимо найти. Запишем данные по уравнению:

3.Составим пропорцию и решим:

= ; х = = 852 г

22. По термохимическому уравнению

1)найдите количество теплоты, выделяющейся в результате сгорания 336 л ацетилена; Ответ: 10 500 кДж

2)рассчитайте объем (н. у.) ацетилена, который нужно сжигать для получения 7000 кДж теплоты. Ответ:22,4 л

23. При сжигании 1,2 г магния выделилось 30,1 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

1. C оставим уравнение реакции; запишем данные по уравнению:

2 Mg + O ₂ = 2 MgO + Q

2.Составим пропорцию и решим:

= ; х = = 1 204 кДж

3.Запишем уравнение заново, вместо Q подставим полученное число:

2 Mg + O ₂ = 2 MgO + 1 204 кДж

24. В результате сгорания 9 г алюминия выделилось 273,5 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

25. Теплота сгорания пропана равна 2202 кДж/моль. Какое количество теплоты выделится при сгорании 224 л пропана? 10 м 3 пропана? (н. у.).

Ответ: 22020 кДж; 983 036 кДж

26. Теплота образования аммиака 46 кДж/моль.

1)Найдите количество теплоты, выделяющейся в результате образования 5 моль аммиака; 44,8 л аммиака (н. у.). Ответ: 230 кДж; 92 кДж

2)Вычислите количество теплоты, выделяющейся в результате соединения 0,5 моль азота с водородом. Ответ:46 кДж

Расчеты по уравнениям с использованием понятия доля.

27. Какое количество вещества и массу гидроксида натрия нужно для полной нейтрализации 120 г 6%-ного раствора серной кислоты?

w = ;

1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что знаем, и что необходимо найти:

2.Находим количество известного вещества:

ν (H₂SO₄) = = = 0,0735 моль

3.Запишем количества под формулами, делаем вывод о том, что количество вещества NaOH в 2 раза больше, чем количество вещества H ₂ SO ₄ , и находим его количество:

0,147 моль 0,0735 моль

4.Рассчитаем массу NaOH :

m ( NaOH ) = ν • М = 0,147 моль • 40 г/моль = 5,88 г

ν ( NaOH ) = 0,147 моль

m ( NaOH ) = 5,88 г

28. Какую массу гидроксида калия необходимо взять для нейтрализации 80 мл 30% — ной азотной кислоты плотностью 1,18 г/мл?

29. Для реакции со 100 г раствора сульфата меди ( II ) был израсходован раствор, содержащий 3,9 г сульфида натрия. Вычислите массовую долю сульфата меди ( II ) в исходном растворе.

30. На полную нейтрализацию 50 г раствора соляной кислоты израсходовано 15 г 5%-ного раствора гидроксида калия. Вычислите массовую долю кислоты в исходном растворе.

31. Технический цинк, массой 20 г и содержащий 2% нерастворимых примесей, поместили в избыток соляной кислоты. Какой объем водорода (н. у.) выделится при этом?

w _чист = ;

1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что знаем, и что необходимо найти:

2.Найдем количество известного вещества:

ν (H₂SO₄) = = = 0,3015 моль

3.Запишем количества под формулами, делаем вывод о равенстве количества вещества цинка и водорода:

0,3015 моль 0,3015 моль

4.Рассчитаем объем водорода:

V ( H ₂ ) = ν• V_m = 0,3015 моль • 22,4 л/моль = 6,75 л

32. Какую массу фосфорной кислоты можно получить воздействием серной кислоты на 50 кг фосфорита, содержащего 16% процентов примесей?

Задачи с использованием понятия «Выход продукта реакции».

33. На получение 450 л хлороводорода (н. у.) было из расходовано 250 л хлора. Вычислите выход хлороводорода по сравнению с теоретическим.

V ( Cl ₂ ) = 250 л

V _прак ( HCl ) = 450 л

φ _вых =

1.Находим по уравнению реакции V _теор :

= ; Х = = 500 л

2.Рассчитаем объемную долю выхода HCl

φ _вых = = = 0,9, или 90%

34. Окислением 140 м 3 (н. у.) этилена кислородом (процесс Вакера), было получено 200 кг ацетальдегида. Рассчитайте выход ацетальдегида по сравнению с теоретически возможным.

35. Гидратацией 250 м 3 (н. у.) этилена было получено 600 л 95%-ного этанола (ρ=0,8 кг/л). Вычислите выход этанола по сравнению с теоретическим.

36. Какая масса фосфора может быть получена из 10 т фосфорита, содержащего 20% примесей, если выход составляет 85% по сравнению с теоретически возможным.

37. Какой объем аммиака (н. у.) нужно израсходовать на производство 30 т 60%-ной азотной кислоты, если выход ее составляет 88%?

η _вых = 88%, или 0,88

η _вых =

w = ;

соотношение масс и объемов:

1.Процесс производства HNO ₃ описывается следующими уравнениями реакций:

Исходя из данных уравнений, составляем стехиометрическую схему: NH₃ → HNO₃

2.Находим массу чистой азотной кислоты:

m ( HNO ₃ ) = 30 т • 0,6 = 18 т = 18000 кг – должно получиться практически

m _теор ( HNO ₃ ) = = = 20455 кг

3.Подставим в уравнение и рассчитаем объем аммиака:

= ; х = = 7273 м 3

V ( NH ₃ ) = 7273 м 3

38. Какая масса серной кислоты может быть получена из 100 т пирита, содержащего 5% примесей, при выходе 90%?

Расчеты по уравнениям, если одно из веществ дано в избытке.

39. Гидроксид натрия массой 8 г добавили к 50 г 5% — й соляной кислоты.

1)Найдите количество вещества и массу образовавшейся соли.

2)Рассчитайте массовую долю соли в образовавшемся растворе.

m _р-ра ( HCl ) = 50 г

w ( HCl ) = 5%, или 0,05

w = ;

1.Запишем уравнение реакции;

NaOH + HCl = NaCl + H ₂ O

2.Найдемм количества веществ, массы которых даны:

ν ( Na ОН) = = = 0,2 моль

ν ( HCl ) = = = 0,0685 моль

3.По уравнению реакции делаем вывод о том, что количество вещества NaOH дано в избытке, и записываем количество вещества HCl под формулой в уравнении:

NaOH + HCl = NaCl + H ₂ O

4.Делаем вывод о том, ν ( NaCl ) равно ν (Н Cl )

NaOH + HCl = NaCl + H ₂ O

0,0685 моль 0,0685 моль

5.Рассчитаем массу NaCl :

m ( NaCl ) = ν • М = 0,0685 моль • 58,5 г/моль = 4 г

6.Найдем массовую долю NaCl в образовавшемся растворе, предварительно рассчитав массу этого раствора

m (р-ра) = 50 + 8 = 58 г

w ( NaCl ) = = = 0,069, или 6,9%

1) ν (NaCl) = 0,0685 моль

40. 30 г 7% — ного раствора гидроксида калия смешали с 40 г 6%-ного раствора азотной кислоты.

1)Найдите массу образовавшейся соли. Ответ: m ( KNO ₃ ) = 3.85 г

2)Вычислите массовую долю соли в полученном растворе. w ( KNO ₃ ) = 5.5%

41. 200 мл 10%-й соляной кислоты плотностью 1,05 г/мл прилили к 300 г 8% раствора карбоната натрия.

1)Вычислите количество вещества и массу образовавшейся соли.

2)Какова массовая доля этой соли в получившемся растворе? w (NaCl) = 4.62%

42. Оксид магния массой 4 г поместили в 80 мл раствора серной кислоты, массовой долей 0,2 и плотностью 1,14 г/мл.

1)Какое количество вещества и масса соли при этом образуется?

2)Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе. w ( MgSO ₄ ) = 18.61%

3)Какова массовая доля кислоты в получившемся растворе? w ( H ₂ SO ₄ ) = 4.57%

43. Цинк массой 13 г поместили в 90 г 25% -ной соляной кислоты.

1)Найдите объем (н. у.) газа, выделяющегося при этом. Ответ: V ( H ₂ ) = 4.48 л

2)Найдите массовую долю соли в полученном растворе. w ( ZnCl ₂ ) = 26,51%

3)Вычислите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе. w ( HCl )=7.68%

44. 20 г 2% -ного раствора нитрата серебра ( I ) прилили к 25 г 1,5% -ного раствора фосфата калия.

2)Вычислите массовые доли солей в образовавшемся растворе. w ( KNO ₃ ) = 0.64%

Расчеты по уравнениям последовательно протекающих реакций.

45. Хлор, полученный взаимодействием 30 мл 36%-ной соляной кислоты (плотностью 1,18 г/мл) с необходимым количеством оксида марганца ( IV ), пропустили через избыток раствора иодида калия. Вычислите массу иода, способного выделиться при этом.

V _р-ра ( HCl ) = 30 мл

w ( HCl ) = 36%, или 0,36

w = ;

ρ = ;

m = ρ V

1.Записываем уравнения реакций, описанных в условии задачи; подчеркиваем что знаем, и что необходимо найти:

2.Находим количество известного нам вещества:

ν (HCl) = = =

3.По уравнению (1) делаем вывод о том, что количество вещества Cl ₂ в 4 раза меньше, чем количество вещества HCl , и находим его количество:

0,35моль 0,0873 моль

4.Делаем переход на уравнение (2) и вывод о количестве вещества I ₂ :

0,0873 моль 0,0873 моль

5.Находим массу I ₂ :

m ( I ₂ ) = ν • М = 0,0873 моль • 254 г/моль = 22,17 г

m ( I ₂ ) = 22,17 г

46. Газ, полученный взаимодействием перманганата калия с концентрированной соляной кислотой, пропустили через раствор иодида калия. Какую минимальную массу перманганата калия нужно израсходовать в ходе этих реакций, для выделения 25,4 г иода?

47. Сернистый газ, полученный при сжигании 6.4 г серы, пропустили через избыток раствора гидроксида натрия. Найдите массу соли, образовавшейся в данной реакции.

48. 3,2 г меди внесли в 20 мл 70%-ной азотной кислоты (плотность раствора 1,35 г/мл). Выделившийся газ полностью поглощен раствором гидроксида натрия. Вычислите массы солей, образовавшихся в этих реакциях.

49. В 200 г 2.5%-ного раствора гидроксида натрия на некоторое время поместили алюминиевую пластинку. После того, как пластинку извлекли из раствора, ее масса уменьшилась на 2,7 г. Далее, через этот раствор пропустили избыток углекислого газа.

1)Вычислите массу соли, образовавшейся в ходе этих реакций.

2)Найдите массовую долю этой соли в получившемся растворе.

m _р-ра ( NaOH ) = 200 г

w ( NaOH ) = 2.5%, или 0,025

1. Составим уравнения реакций.

2 Al + 2 NaOH + 6 H ₂ O = 2 Na [ Al ( OH )₄] + 3 H ₂

2.Рассчитаем количества веществ, данных по условию:

ν ( NaOH ) = = = 0,125 моль

ν ( Al ) = = = 0,1 моль

по ур-ю (1) NaOH в избытке, которая также реагирует с СО₂

3.Запишем количества под формулами, молярные массы и массы

_{0,1 0,125- в избытке 0,1 0,15}

_{0,1 — израсход. 2 г/моль}

_{0,025 – остаток 0,3 г}

_{суммируем 0,125 0,125}

_{44 г/моль 84 г/моль}

4.Найдем массовую долю NaHCO ₃

w ( NaHCO ₃ ) = = 0,0525, или 5,25%

50. Цинк массой 6,5 г растворили в 140 г 5%-ного раствора гидроксида калия. А затем, через этот раствор пропустили избыток сероводорода.

1)Найдите массы солей, образовавшихся в этой реакции.

2)Какова массовая доля соли в полученном растворе?

Задачи на смеси веществ.

51. Смесь железа и алюминия массой 5 г обработали раствором гидроксида натрия, при этом выделилось 3,36 л газа (н. у.). Рассчитайте массовые доли элементов в исходной смеси.

m _смеси ( Al и Fe ) = 5 г

1.Составим уравнение реакции. В данном случае одно из веществ в смеси не реагирует, это Fe , а весь выделившийся водород – в реакции с алюминием:

2.Находим количество вещества водорода:

ν ( H ₂ ) = = = 0,15 моль

3.По уравнению реакции находим количество вещества алюминия, зная, что он в 1,5 раз меньше количества H ₂ :

0,1 моль 0,15 моль

4.Вычислим массу алюминия и массовые доли металлов в смеси:

m ( Al ) = ν • М = 0,1моль • 27 г/моль = 2,7 г

w ( Al ) = = = 0,54, или 54%

w (Fe) = 100 – 54 = 46%

52. Медно-цинковый сплав массой 7 г поместили в соляную кислоту. В ходе этой реакции выделилось 1,12 л газа (н. у.). Вычислите массовые доли металлов в исходном образце сплава.

53. 4 г смеси кремния и оксида кремния ( IV ) растворили в избытке щелочи. В результате выделился газ, способный восстановить 22,3 г оксида свинца ( II ). Найдите массовую долю кремния в исходной смеси.

54. Смесь оксида алюминия и алюминия массой 7,5 г растворили в избытке щелочи. При этом выделился газ, который может восстановить 17,4 г оксида вольфрама ( VI ) до металла. Каковы массовые доли веществ в исходной смеси?

55. В реакции смеси сульфида алюминия и алюминия с водой выделилось 6,72 л (н.у.) газа. Такая же смесь с избытком раствора гидроксида натрия дает 3,36 л (н.у.) газа. Вычислите массовую долю алюминия в исходной смеси.

56. 20 г смеси состоящей из карбоната и гидрокарбоната натрия прокалили. При этом масса смеси уменьшилась на 6,2 г. Рассчитайте массовые доли веществ в исходной смеси.

Задачи с образованием кислой соли.

57. Раствор гидроксида калия, массой 112 г и массовой долей 10%, прилили к 49,5 мл 18%-ного раствора фосфорной кислоты, плотностью 1,1 г/мл.

1)Вычислите количество вещества и массу получившейся соли.

2)Какова массовая доля соли в получившемся растворе?

w (КОН) = 10%, или 0,1

1.С многоосновной кислотой возможно образование разных солей – средней и кислых, поэтому нужно сначала рассчитать, в каких отношения взяты кислота и соль.

ν (КОН) = = = 0,2 моль

ν (H₃PO₄) = = =

2.Исходя из найденных количеств, составляем уравнение реакции и делаем вывод о количестве полученной соли:

3.Вычислим массу гидрофосфата:

m (К₂ HPO ₄ ) = ν • М = 0,1моль • 174 г/моль = 17,4 г

4.Найдем массовую долю К₂ HPO ₄ в получившемся растворе:

m _р-ра = 112 + 49,5 • 1,1 = 166,5 г

w (К₂ HPO ₄ ) = = 0,1045, или 10,45%

58. 196 мл раствора фосфорной кислоты с массовой долей 0,2 и плотностью 1,25 г/мл прореагировал с 400 г 5%-ного раствора гидроксида натрия.

1)Найдите количество вещества и массу образовавшейся соли.

2)Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

59. 224 г 5%-ного раствора гидроксида калия полностью поглотил углекислый газ объемом 3,36 л (н.у.).

1)Вычислите массы солей, образовавшихся в этой реакции.

2)Рассчитайте массовые доли солей в полученном растворе.

w (КОН) = 5%, или 0,05

1. Рассчитаем, в каких отношения взяты кислота и соль.

ν (КОН) = = = 0,2 моль

ν (СО₂) = = = 0,15 моль

2.Исходя из найденных количеств, составляем уравнение реакции и делаем вывод о количестве полученных солей; в общем процесс можно представить так:

_{0,2 моль 0,1 моль 0,1 моль}

(первоначально соединяется 0,1 моль СО₂ с 0,2 моль КОН, а затем – остальные 0,05 моль СО₂)

_{0,05 моль 0,05 моль 0,1 моль}

В растворе остается: 0,1 – 0,05 = 0,05 моль К₂СО₃

3.Вычислим массы солей:

m (К₂СО₃) = ν • М = 0,05 моль • 138 г/моль = 6,9 г

m (КНСО₃) = ν • М = 0,1 моль • 100 г/моль = 10 г

4.Найдем массовые доли солей в получившемся растворе, предварительно рассчитав массу раствора:

m (СО₂) = 0,15 моль• 44 г/моль = 6,6 г

m _р-ра = 224 + 6,6 = 230,6 г

w (К₂СО₃) = = 0,03, или 3%

w (КНСО₃) = = 0,0434, или 4,34%

60. Аммиак объемом 2,8 л был поглощен 49 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей 0,1. Вычислите массы образовавшихся солей.

Задачи на смеси веществ, в случае параллельно протекающих реакций.

61. Сплав цинка и алюминия массой 4 г обработали избытком раствора гидроксида натрия. В этой реакции выделилось 3,808 л водорода (н.у.). Вычислите массовые доли элементов в данном сплаве.

m _смеси (и Al ) = 4 г

V ( H ₂ ) = 3.808 л

1.Запишем уравнения протекающих реакций:

2.Находим количество вещества водорода:

ν ( H ₂ ) = = = 0,15 моль

3.По уравнению реакции находим количество вещества алюминия, зная, что он в 1,5 раз меньше количества H ₂ :

0,1 моль 0,15 моль

4.Вычислим массу алюминия и массовые доли металлов в смеси:

m ( Al ) = ν • М = 0,1моль • 27 г/моль = 2,7 г

w ( Al ) = = = 0,54, или 54%

w (Fe) = 100 – 54 = 46%

62. Смесь стружек магния и цинка массой 5,56 г растворили в избытке соляной кислоты. Рассчитайте массовые доли металлов в смеси, если в этой реакции было получено 3,36 л газа (н.у.).

63. Образец сплава алюминия, цинка и меди массой 8 г обработали избытком концентрированного раствора гидроксида натрия. При этом выделился газ объемом 4,48 л (н.у.). Масса нерастворимого остатка составила 2,05 г. Найдите массовые доли металлов в исходном образце.

64. Смесь карбонатов кальция и магния общей массой 7,1 г растворили в азотной кислоте. По окончании реакции было собрано 1,68 л газа (н.у.). Вычислите массовые доли карбонатов в исходной смеси.

65. 4,15 г смеси муравьиной и уксусной кислот нейтрализовали 10%-ным раствором гидроксида натрия. На это было израсходовано 27,03 мл раствора плотностью 1,11 г/мл. Каковы массовые доли кислот в исходной смеси?

66. Смесь метилового и этилового спиртов массой 5,24 г прореагировал с металлическим натрием, взятым в избытке. Рассчитайте массовые доли спиртов в исходной смеси, если в этой реакции выделилось 1,344 л газа (н.у.).

Литература для учителей и учащихся.

1. Химия. Задачник. 8-11 кл.: Учеб. пособие для общеобразоват. Учеб. Заведений / Я. Л. Гольдфарб, Ю. В. Ходаков, Ю. В. Додонов. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002. – 272 с.: ил.

2. Хомченко И. Г. Сборник задач по химии для средней школы. – 2-е изд., испр. и доп.М.: РИА. «Новая волна», издатель Умеренков, 2011 . – 214 с.

3. Хомчеко Г. П., Хомченко И. Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд., испр. и доп.М.: РИА. «Новая волна», издатель Умеренков, 2013 . – 278 с.

4. Рябов М. А. Сборник задач и упражнений по химии: 8-9 классы: к учебникам Г. Е. Рудзитиса, Ф. Г. Фельдмана «Химия. 8 кл.», «Химия. 9 кл.». ФГОС – 3-е изд. доп. и перераб. М.: Изд. «Экзамен», 2018 – 335 с.

5. Рябов М. А. Сборник задач и упражнений по химии: 10-11 классы: к учебникам Г. Е. Рудзитиса, Ф. Г. Фельдмана «Химия. 10 кл.», «Химия. 11 кл.». ФГОС – 3-е изд. доп. и перераб. М.: Изд. «Экзамен», 2017 – 336 с.