Методика решения задач
на «избыток–недостаток»
в курсе основной
общеобразовательной школы
Умение решать химические задачи – важная составляющая знаний по предмету. Согласно государственному стандарту образования по химии учащиеся, оканчивающие школу, должны уметь решать более десятка типов стандартных задач. Среди них и задачи на «избыток–недостаток».
Предлагаю свой вариант подачи материала по решению таких задач в курсе химии 9-го класса.
На изучение этой темы отвожу 2–2,5 урока, в зависимости от уровня способностей учеников класса. Ознакомление с алгоритмом решения задач данного типа происходит в рамках изучения темы «Теория электролитической диссоциации». Однако если класс сильный, то в рамках эксперимента этот тип задач иногда изучаем и в конце 8-го класса в главе «Галогены», а высвободившееся время можно потратить на изучение органической химии в курсе 9-го класса.
На первом уроке разбираю два типа задач на «избыток–недостаток»:
одно из двух вступивших в реакцию веществ дано в избытке;
оба вступивших в реакцию вещества расходуются на взаимодействие друг с другом без остатка, т. е. даны в стехиометрических количествах.
В качестве домашнего задания обязательно предлагаются две-три задачи, подобные изученным на уроке.
На втором уроке закрепляю и углубляю изученный материал, ввожу понятия «процентная концентрация растворов веществ», вступивших в реакцию, «плотность растворов». Кроме того, усложняю задачи, вводя «процентное содержание примесей в исходном веществе» и т. д. Такой прием позволяет повторить элементы уже изученного материала, сэкономить время. В конце второго урока изучения темы или в начале третьего провожу небольшую самостоятельную работу на закрепление изученного материала, включающую одну-две задачи, причем самостоятельная работа предлагается в трех уровнях сложности, в зависимости от способностей ученика.
Урок 1
Решение задач на «избыток–недостаток»
Цели.
- научить алгоритму решения задач нового типа;
- закрепить навыки устного счета;
- повторить правила расчета относительных молекулярных масс веществ;
- закрепить правила грамотного оформления условия задачи;
- формировать навыки химического мышления, логики, а также способствовать воспитанию гармоничной, всесторонне развитой личности.
ХОД УРОКА
Рассмотрим вариант, когда одно из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, другое – в недостатке.
Решая химические задачи, следует не забывать о правилах их грамотного оформления по схеме: дано, найти, решение, ответ.
ЗАДАЧА 1. На 47 г оксида калия подействовали раствором, содержащим 40 г азотной кислоты. Найдите массу образовавшегося нитрата калия.
Решение
Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:
Для удобства расчета за х1 примем массу НNО3 и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.
Следовательно, азотная кислота дана в недостатке, т. к. по условию ее 40 г, а по расчету необходимо 63 г, поэтому расчет ведем по HNO3:
ЗАДАЧА 2. На 24 г металлического магния подействовали 100 г 30%-го раствора соляной кислоты. Найдите массу образовавшегося хлорида магния.
m(Mg) = 24 г,
m(р-р HCl) = 100 г,
(HCl) = 30%.
Решение
Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:
Для удобства расчета за х1 примем массу соляной кислоты и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.
Из расчета видно, что соляная кислота дана в недостатке, т. к. по условию задачи ее дано 30 г, а для реакции требуется 73 г. Следовательно, расчет ведем по соляной кислоте:
Рассмотрим вариант, когда оба вступивших в реакцию вещества даны в стехиометрических количествах, т. е. реагируют друг с другом без остатка.
ЗАДАЧА 1. На 36 г алюминия подействовали 64 г серы. Найдите массу образовавшегося сульфида алюминия.
Решение
Примем массу Al за х1 и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.
В данном случае вещества, вступившие в реакцию, взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно вести по любому из них:
ЗАДАЧА 2. На раствор, содержащий 53 г карбоната натрия, подействовали раствором, содержащим 49 г серной кислоты. Найдите массу образовавшейся соли.
Решение
Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:
Примем за х1 массу cерной кислоты, чтобы узнать, какое вещество дано в избытке, какое – в недостатке.
В данном случае оба вещества взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно вести по любому из них:
Однако учитель, подбирая задачи для решения в классе, должен помнить, что в некоторых случаях (например, если кислота или кислотный оксид дан в избытке) решение задачи не ограничивается расчетом двух пропорций, т. к. реакция будет протекать дальше с образованием кислой соли. Это повысит сложность материала. На первых уроках при решении задач данного типа я не включаю в материал задачи на прохождение реакций с образованием кислых или основных солей.
Домашнее задание
ЗАДАЧА 1. На 200 г 10%-го раствора серной кислоты подействовали 40 г оксида алюминия. Найдите массу образовавшейся воды.
M(р-р H2SO4) = 200 г,
(H2SO4) = 10%,
m(Al2O3) = 40 г.
Решение
Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:
Найдем, какое из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, а какое – в недостатке.
Из расчета видно, что Al2O3 дан в избытке, следовательно, расчет ведем по кислоте:
ЗАДАЧА 2. На 40 г оксида меди(II) подействовали раствором серной кислоты, содержащим 49 г безводного вещества. Найдите массу образовавшейся соли.
Решение
Найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке.
Cогласно уравнению данной реакции вещества взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно вести по любому из них:
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Задачи такого типа (точнее, это может быть даже не самой задачей, а частью задачи) есть в части С ГИА, они входят в часть С ЕГЭ, теперь они появились и в части B.
Классический пример задачи на избыток и недостаток.
Этапы решения задачи:
1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:
2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:
n(Cu) = m\Ar =3.2 г \ 63.5 г\моль = 0,05 моль
m(Hg(NO3)2) = m\Mr = 20 \ 324 = 0,06 моль
3. Сравниваем количество моль веществ и определяем недостаток:
0,05 моль 0,06 моль
по уравнению реакции меди и нитрат ртути реагируют 1:1, значит, их количество моль тоже должно быть одинаковым
0,05 моль ПО НЕДОСТАТКУ
Почему по недостатку? Это аналогично вопросу — «сколько целых яблок можно сложить из 5 половинок? «
4. Вычисляем массу продукта по количеству моль, соответствующему недостатку:
0,05 моль ——> 0,05 моль
m(Hg)= n*Ar = 0,05 моль * 200 г\моль = 10 г
______________________________________________________________________________________
Пример задачи на избыток и недостаток,
где вещества в другом соотношении:
те же самые этапы решения:
1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:
2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:
n(N2 ) = m\Mr = 14\28=0.5 моль
3. Сравниваем количество моль веществ и определяем недостаток:
0.5 моль 0.5 моль
в этом уравнении все не так очевидно, как в предыдущем, поэтому нужно просто прикинуть:
- если считать по азоту (0.5 моль), то по соотношению коэффициентов (2:5) кислорода должно быть в 2.5 раза больше, т.е. (0.5*2.5) 1,25 моль, а у нас только 0.5, значит, O2 в недостатке;
- если бы количество моль азота оказалось бы меньше, значит, считали бы по азоту
4. Вычисляем массу продукта по количеству моль, соответствующему недостатку:
m(N2O5) = n*Mr = 2* 0.5\5 моль * 108 г\моль = 21 г
______________________________________________________________________________________
Есть задачи, очень похожие на задачи избыток-недостаток,
1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:
здесь у нас возможно 2 варианта — образование средней и кислой соли:
2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:
n(CO2 ) = V\22.4 л\моль = 24.9 \ 22.4 = 1,11 моль
n(NaOH)= m\Mr = 44.4\40 = 1,11 моль
т.к. количество моль веществ одинаково, то делаем вывод, что реакция протекает по схеме образования кислой соли:
4. Вычисляем массу продукта по количеству моль:
m ( NaHCO3) = n*Mr = 1,11 * 84 = 93,24 г
_____________________________________________________________________________________ _
Задачи на избыток и недостаток не трудные, зачастую они являются частью более сложных задач, поэтому все, что нужно сделать, это натренироваться — порешать как можно больше таких примеров, внимательно уравнивая и работая с коэффициентами.
Самостоятельная работа «Задачи на избыток-недостаток»
методическая разработка по химии (9 класс) на тему
«Задачи на избыток-недостаток»
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
zadachi_na_izbytok-nedostatok.docx | 31.85 КБ |
Предварительный просмотр:
«Задачи на избыток-недостаток»
ЗАДАЧА 1 . На 200 г 10%-го раствора серной кислоты подействовали 40 г оксида алюминия. Найдите массу образовавшейся воды.
ЗАДАЧА 2. На 40 г оксида меди(II) подействовали раствором серной кислоты, содержащим 49 г безводного вещества. Найдите массу образовавшейся соли.
ЗАДАЧА 3***. На 36 г алюминия подействовали 64 г серы. Найдите массу образовавшегося сульфида алюминия.
ЗАДАЧА 3 . На 200 г 10%-го раствора серной кислоты подействовали 40 г оксида алюминия. Найдите массу образовавшейся воды.
M (р-р H 2 SO 4 ) = 200 г,
(H 2 SO 4 ) = 10%,
m (Al 2 O 3 ) = 40 г.
Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:
M r (Al 2 O 3 ) = 2 A r (Al) + 3 A r (O) = 2•27 + 3•16 = 102,
M r (H 2 SO 4 ) = 2 A r (H) + 1 A r (S) + 4 A r (O) = 2•1 + 1•32 + 4•16 = 98,
M r (H 2 O) = 2 A r (H) + 1 A r (O) = 2•1 + 1•16 = 18.
m (H 2 SO 4 ) = 200•10/100 = 20 г.
Найдем, какое из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, а какое – в недостатке.
х 1 /102 = 20/294, х 1 = 6,94 г.
Из расчета видно, что Al 2 O 3 дан в избытке, следовательно, расчет ведем по кислоте:
20/294 = х /54, х = 3,67 г.
Ответ . m (Н 2 O) = 3,67 г.
ЗАДАЧА 2. На 40 г оксида меди(II) подействовали раствором серной кислоты, содержащим 49 г безводного вещества. Найдите массу образовавшейся соли.
m (CuO) = 40 г,
m (H 2 SO 4 ) = 49 г.
Найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке.
х 1 /80 = 49/98, х 1 = 40 г.
Cогласно уравнению данной реакции вещества взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно вести по любому из них:
40/80 = х /160, х = 80 г.
Ответ . m (CuSO 4 ) = 80 г.
ЗАДАЧА 1 . На 200 г 10%-го раствора серной кислоты подействовали 40 г оксида алюминия. Найдите массу образовавшейся воды.
M (р-р H 2 SO 4 ) = 200 г,
(H 2 SO 4 ) = 10%,
m (Al 2 O 3 ) = 40 г.
Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:
M r (Al 2 O 3 ) = 2 A r (Al) + 3 A r (O) = 2•27 + 3•16 = 102,
M r (H 2 SO 4 ) = 2 A r (H) + 1 A r (S) + 4 A r (O) = 2•1 + 1•32 + 4•16 = 98,
M r (H 2 O) = 2 A r (H) + 1 A r (O) = 2•1 + 1•16 = 18.
m (H 2 SO 4 ) = 200•10/100 = 20 г.
Найдем, какое из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, а какое – в недостатке.
х 1 /102 = 20/294, х 1 = 6,94 г.
Из расчета видно, что Al 2 O 3 дан в избытке, следовательно, расчет ведем по кислоте:
20/294 = х /54, х = 3,67 г.
Ответ . m (Н 2 O) = 3,67 г.
Дополнительные задачи (домашняя работа)
1. На оксид магния количеством вещества 0,1 моль подействовали раствором, содержащим 15 г азотной кислоты. Вычислите массу полученной соли. (Ответ: m Mg(NO 3 ) 2 )= 14,8 г)
2. Вычислите массу соли, образовавшейся в результате взаимодействия 7,3 г хлороводорода с 5,6 л аммиака (н. у.) (Ответ: m(NH 4 Cl) = 10,7 г)
3. Вычислите объём водорода, выделившегося при взаимодействии цинка массой 13 г с раствором, содержащим 30 г серной кислоты (н.у.). (Ответ: V(H 2 ) = 4,48 л)
1. Какое количество вещества гидросульфата натрия образуется при смешивании 200 г 12% — го раствора серной кислоты со 100 г 8% — го раствора гидроксида натрия? (Ответ: 0,2 моль)
2. К раствору объёмом 153,5 мл с массовой долей гидроксида калия 16% и плотностью 1,14 г/мл прилили раствор объёмом 86,8 мл с массовой долей серной кислоты 20% и плотностью 1,14 г/мл. Определите массу образовавшейся соли. (Ответ: 34,8 г K 2 SO 4 )
1. Смешали 100 г раствора, содержащего нитрат серебра массой 10,2 г, с раствором массой 50 г, содержащим ортофосфат натрия массой 6, 56 г. Определите массовые доли солей в полученном растворе. (Ответ: 3,6% NaNO 3 ; 2,3% Na 3 PO 4 )
2. Водный раствор, содержащий гидроксид кальция массой 3,7 г, поглотил оксид углерода (IV) объёмом 1,68 л (н. у.). Определите массу осадка. (Ответ: m(CaCO 3 ) = 2,5 г)
http://distant-lessons.ru/zadachi-na-izbytok-i-nedostatok.html
http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2018/03/03/samostoyatelnaya-rabota-zadachi-na-izbytok-nedostatok