Коллекция задач по химии для подготовки к ЕГЭ

МуниципальноЕ БЮДЖЕТНОЕ общеобразовательнОЕ учреждениЕ

«Средняя общеобразовательная школа № 37

с углублённым изучением отдельных предметов»

г. Выборг, Ленинградская область

«Решение расчётных задач повышенного уровня сложности»

(материалы по подготовке К ЕГЭ)

учитель химии

Подкладова Любовь Михайловна

2015 г.

    Статистика проведения ЕГЭ свидетельствует, что примерно половина школьников справляется с половиной заданий. Анализируя итоги проверки результатов ЕГЭ по химии обучающихся нашей школы, я пришла к выводу, что необходимо усилить работу по решению расчётных задач, поэтому выбрала методическую тему «Решение задач повышенной сложности».

    Задачи - особый вид заданий, требующий от обучающихся применения знаний в составлении уравнений реакций, иногда нескольких, составления логической цепочки в проведении расчётов. В результате решения из определенного набора исходных данных должны быть получены новые факты, сведения, значения величин. Если алгоритм выполнения задания заранее известен, оно превращается из задачи в упражнение, цель которых – превращение умений в навыки, доведение их до автоматизма. Поэтому на первых занятиях по подготовке обучающихся к ЕГЭ напоминаю о величинах и единицах их измерения.

Величина	Обозначение	Единицы измерения в разных системах
Масса	m	г, мг, кг, т, …*(1г = 10-3кг)
Объём	V	л, мл, см3, м3, … *(1мл = 1см3,  1 м3= 1000л)
Плотность	ρ	г/мл, кг/л, г/л,…
Относительная атомная масса	Ar
Относительная молекулярная масса	Mr
Молярная масса	M	г/моль, …
Молярный объём	Vm или VM	л/моль, …(при н.у. – 22,4 л/моль)
Количество вещества	n	моль, кмоль, млмоль
Относительная плотность одного газа по другому	D
Массовая доля вещества в смеси или растворе	ω	(%)
Объёмная доля вещества в смеси или растворе	j	(%)
Молярная концентрация	C	моль/л
Выход продукта от теоретически возможного	h	(%)
Постоянная Авогадро	NA	6,02 1023моль-1
Температура	t0 или Т	по шкале Цельсия по шкале Кельвина
Давление	Р	Па, кПа, атм., мм. рт. ст.
Универсальная газовая постоянная	R	8,31 Дж/моль∙К
Нормальные условия	н.у.	t0 = 00 C или Т = 273К Р = 101,3 кПа = 1атм = 760 мм. рт. ст.

Затем предлагаю алгоритм решения задач, который использую на протяжении нескольких лет в своей работе.

2

«Алгоритм решения расчётных задач».

           V(р-ра)                 V(р-ра)

            ↓ρ∙V                   ↑m/ρ

           m(р-ра)                 m(р-ра)

            ↓m∙ω                   ↑m/ω

            m(в-ва)                m(в-ва)

                ↓ m/M                  ↑M∙n   

                                  n₁(в-ва) --по ур. р-ции.→ n₂(в-ва)→

            ↑V_(газа) /V_M              ↓n∙V_M

           V₁(газа)                V₂(газа)      

Формулы, используемые для решения задач.

n  = m / M                    n  _(газа) = V_(газа)  / V_M                          n   = N / N_A

ρ ₌ m / V

D = M_1(газа) / M_{2( газа)}

D (H₂) = M _(газа) / 2                       D (возд.) = M( _газа)  / 29

(М(Н₂) = 2 г/моль; М_(возд.) = 29 г/моль)

ω = m_(в-ва) / m _{(смеси или р-ра)}               j = V_(в-ва) / V _{(смеси или р-ра)}

h = m_{(практ.)} / m_(теор.)            h = n  _{(практ.)} / n  _(теор.)            h = V _{(практ.)} / V _(теор.)

С = n / V

М_{(смеси газов)} = V_{1 (газа)}  ∙ M_1(газа)  + V_{2 (газа)}  ∙ M_2(газа)  / V_{(смеси газов)}

Уравнение Менделеева – Клапейрона:

P∙V = n ∙R∙T

Для сдачи ЕГЭ, где типы заданий достаточно стандартны (№24, 25, 26), обучающемуся нужно прежде всего показать знание стандартных алгоритмов вычислений, и только в задании №39 ему может встретиться задание с неопределенным для него алгоритмом.

Классификация химических задач повышенной сложности затруднена тем, что большинство из них – задачи комбинированные. Я разделила расчетные задачи на две группы.

1.Задачи без использования уравнений реакций. Описывается некоторое состояние вещества или сложной системы. Зная одни характеристики этого состояния, надо найти другие. Примером могут служить задачи:

1.1 Расчеты по формуле вещества, характеристикам порции вещества

1.2 Расчеты по характеристикам состава смеси, раствора.

Задачи встречаются в ЕГЭ - № 24. Для обучающихся решение таких задач не вызывает затруднений.

2. Задачи с использованием одного или нескольких уравнений реакций. Для их решения кроме характеристик веществ надо использовать и характеристики процессов. В задачах этой группы можно выделить следующие типы задач повышенной сложности:

2.1 Образование растворов.

1) Какую массу оксида натрия необходимо растворить в 33,8 мл воды, чтобы получить 4%-ный раствор гидроксида натрия.

Найти: m (Na2O) Дано: V (H2O) = 33.8 мл ω (NaOH) = 4% ρ (H2O) = 1 г/мл М (NaOH) = 40 г/моль

m (H2O) = 33.8 г Na2O + H2O = 2 NaOH 1 моль                      2моль Пусть масса Na2O = x. n (Na2O) = x/62 n (NaOH) = x/31 m (NaOH) = 40x/31 m (р-ра) = 33.8 + x ω (NaOH) = m (NaOH) / m (р-ра) 0,04 = 40x/31∙(33.8 + x) x = 1,08, m (Na2O) = 1,08 г

Ответ: m (Na₂O) = 1,08 г

2) К 200 мл раствора гидроксида натрия (ρ = 1,2 г/мл) с массовой долей щёлочи 20% добавили металлический натрий массой 69 г.

Какова массовая доля вещества в образовавшемся растворе?

Найти: ω2 (NaOH) Дано: V (NaOН)р-ра = 200 мл ρ (р-ра) = 1,2 г/мл ω1 (NaOH) = 20% m (Na) = 69 г М (Na) =23 г/моль

Металлический натрий взаимодействует с водой в растворе щёлочи. 2Na + 2H2O = 2 NaOH+ H2 1 моль                      2моль m1 (р-ра) = 200 ∙ 1,2 = 240 (г) m1 (NaOH)в-ва = 240 ∙ 0,2 = 48 (г) n (Na) = 69/23 = 3 (моль) n2 (NaOH) = 3 (моль) m2 (NaOH) = 3 ∙ 40 = 120 (г) mобщ. (NaOH) =120 + 48 = 168 (г) n (Н2) = 1,5 моль m (H2) = 3 г m (р-ра после р-ции) = 240 + 69 – 3 = 306 (г) ω2 (NaOH) = 168 / 306 = 0,55 (55%)

Ответ: ω₂ (NaOH) = 55%

3) Какую массу оксида селена(VI) следует добавить к 100 г 15%-ного раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое?

Найти: m (SeO3) Дано: m1 (H2SeO4) р-ра = 100 г ω 1 (H2SeO4) = 15% ω2 (H2SeO4) = 30% М (SeO3) =127 г/моль М (H2SeO4) =145 г/моль

m1 (H2SeO4) = 15 г SeO3 + H2O = H2SeO4 1 моль                      1моль Пусть m (SeO3) = x n (SeO3) = x/127 = 0.0079x n2 (H2SeO4) = 0.0079x m2 (H2SeO4) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x mобщ. (H2SeO4) = 1.1455x + 15 m2 (р-ра) = 100 + х ω (NaOH) = m (NaOH) / m (р-ра) 0,3 = (1.1455x + 1) /100 + x x = 17,8, m (SeO3) = 17,8 г

Ответ: m (SeO₃) = 17,8 г

2.2 Расчет по уравнениям реакций, когда одно из веществ находится в избытке/

1) К раствору, содержащему 9,84 г нитрата кальция, прибавили раствор, содержащий 9,84 г ортофосфата натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали, а фильтрат выпарили. Определите массы продуктов реакции и состав сухого остатка в массовых долях после выпаривания фильтрата, если считать, что образуются безводные соли.

Найти: ω (NaNO3) ω (Na3PO4) Дано: m (Сa(NO3)2)= 9,84 г m (Na3PO4)= 9,84 г М (Na3PO4) = 164 г/моль М (Сa(NO3)2)=164 г/моль М (NaNO3) =85 г/моль М (Ca3(PO4)2) = 310 г/моль

2Na3PO4 + 3Сa(NO3)2 = 6NaNO3 + Ca3(PO4)2↓ 2 моль                3 моль                 6 моль       1моль n (Сa(NO3)2) общ. = n (Na3PO4) общ. = 9,84/164 = 0,06 (моль) Сa(NO3)2     0,06/3  <  0,06/2     Na3PO4             Na3PO4 взято в избытке,        расчёты проводим по n (Сa(NO3)2). n (Ca3(PO4)2) = 0,02 моль m (Ca3(PO4)2) = 310 ∙ 0,02 = 6,2 (г) n (NaNO3) = 0,12 моль m (NaNO3) = 85 ∙ 0,12 = 10,2 (г) В состав фильтрата входит раствор NaNO3 и раствор избытка Na3PO4. n прореаг. (Na3PO4) =0,04 моль n ост. (Na3PO4) = 0,06 - 0,04 = 0,02(моль) m ост. (Na3PO4) = 164 ∙ 0,02 = 3,28 (г) Сухой остаток содержит смесь солей NaNO3 и Na3PO4. m (сух.ост.) = 3,28 + 10,2 = 13,48 (г) ω (NaNO3) = 10,2 / 13,48 = 0,76 (76%) ω (Na3PO4) = 24%

Ответ: ω (NaNO₃) = 76%, ω (Na₃PO₄) = 24%

2) Сколько литров хлора выделится, если к 200 мл 35% - ной соляной кислоты

(ρ=1,17 г/мл) добавить при нагревании 26,1 г оксида марганца (IV) ? Сколько г гидроксида натрия в холодном растворе прореагирует с этим количеством хлора?

Найти: V (Cl 2) m (NaOН) Дано: m (MnO2) = 26,1 г ρ (HCl р-ра) = 1,17 г/мл ω (HCl) = 35% V (HCl) р-ра) = 200 мл. М (MnO2) =87 г/моль М (HCl) =36,5 г/моль М (NaOH) = 40 г/моль Ответ: V (Cl 2) = 6,72 (л) m  (NaOH) = 24 (г)

MnO2 + 4 HCl= MnCl2+Cl2 + 2 H2O 1 моль          4моль                  1 моль 2 NaOН + Cl2 =  Na Cl+  Na ClO +  H2O 2 моль           1 моль              n (MnO2) =26.1 /87 = 0,3(моль) m р-ра (НCl) = 200 ∙ 1,17 = 234 (г) m общ. (НCl) = 234 ∙ 0,35 = 81,9 (г) n  (НCl) = 81,9 /36,5 = 2,24(моль) 0,3 < 2.24 /4  НCl  - в избытке, расчёты по n (MnO2) n (MnO2) = n (Cl2) =0,3 моль V (Cl 2) = 0,3∙ 22,4 = 6,72 (л) n (NaOH) = 0,6 моль m  (NaOH) = 0,6 ∙ 40 = 24 (г)

2.3 Состав раствора, полученного в ходе реакции.

1) В 25 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (ρ=1,28 г/мл) растворён оксид фосфора (V), полученный при окислении 6,2 г фосфора. Какого состава образуется соль и какова её массовая доля в растворе?

Найти: ω (соли) Дано: V (NaOH) р-ра = 25 мл ω (NaOH)  = 25% m (Р)  = 6,2 г ρ (NaOH) р-ра = 1,28 г/мл М (NaOH) = 40 г/моль М (Р) =31 г/моль М (Р2О5) = 142 г/моль М (NaH2РО4) = 120г/моль

4Р + 5О2 = 2 Р2О5                                  4моль                2моль 6 NaOН + Р2О5 = 2 Na3РО4+ 3 H2O 4 NaOН + Р2О5 = 2 Na 2HРО4+ H2O 2 NaOН + Р2О5 + H2O = 2 NaH2РО4 n (Р) =6,2/31 = 0,2 (моль) n (Р2О5) = 0,1 моль m(Р2О5) = 0,1 ∙ 142 = 14,2 (г) m (NaOН) р-ра = 25 ∙ 1,28 = 32 (г) m (NaOН) в-ва =0,25 ∙ 32   = 8 (г) n (NaOН) в-ва = 8/40 = 0,2 (моль) По количественному соотношению NaOН и Р2О5 можно сделать вывод, что образуется кислая соль NaH2РО4. 2 NaOН + Р2О5 + H2O = 2 NaH2РО4     2моль        1 моль                    2моль   0,2моль      0,1 моль                 0,2моль n (NaH2РО4) = 0,2 моль m (NaH2РО4) = 0,2 ∙ 120 = 24 (г) m (р-ра после р-ции) = 32 + 14,2 = 46,2 (г) ω (NaH2РО4) = 24/46,2 = 0 52 (52%)

Ответ: ω (NaH₂РО₄) = 52%

2) При электролизе 2 л водного раствора сульфата натрия с массовой долей соли 4%

(ρ = 1,025 г/мл) на нерастворимом аноде выделилось 448 л газа (н.у.) Определите массовую долю сульфата натрия в растворе после электролиза.

Найти: m (Na2O) Дано: V(р-ра Na2SO4) = 2л = 2000 мл ω (Na2SO4) = 4% ρ (р-ра Na2SO4)=1г/мл М (Н2O) =18 г/моль V(О2) = 448 л VМ = 22,4 л/моль

При электролизе сульфата натрия проходит разложение воды, на аноде выделяется газ кислород. 2 H2O = 2 H2 + О2 2 моль                    1моль n (О2) = 448/22,4 = 20 (моль) n (H2O) = 40 моль m (H2O) разл. = 40 ∙ 18 = 720 (г) m (р-ра до эл-за) = 2000  ∙ 1,025 = 2050 (г) m (Na2SO4) в-ва = 2050 ∙ 0,04 = 82 (г) m (р-ра после эл-за) = 2050 – 720 = 1330 (г) ω (Na2SO4) = 82 / 1330 = 0,062 (6,2%) Ответ: ω (Na2SO4) = 0,062 (6,2%)

2.4 В реакцию вступает смесь известного состава, необходимо найти порции затраченных реагентов, и /или полученных продуктов.

1) Определить объём смеси газов оксида серы (IV) и азота, в которой содержится 20 % сернистого газа по массе, который надо пропустить через 1000 г 4%-ного раствора гидроксида натрия, чтобы массовые доли солей, образующихся в растворе, стали одинаковыми.

Найти: V (газов) Дано: m (NaOH) = 1000 г ω (NaOH) = 4% m (средней соли) = m (кислой соли) М (NaOH) =40 г/моль Ответ: V (газов) = 156,8

NaOН + SO2 = NaHSO3                                                (1) 1 моль       1моль 2NaOН + SO2 = Na2SO3 + H2O                     (2) 2 моль         1моль m (NaOH) в-ва = 1000 ∙ 0,04 = 40 (г) n (NaOH) = 40/40 = 1 (моль) Пусть n1 (NaOH) = x, тогда n2 (NaOH) = 1 - x n1 (SO2) = n (NaHSO3) = x m (NaHSO3) = 104 x   n2 (SO2) = (1 – x) / 2 = 0,5 ∙ (1 – x) m (Na2SO3) = 0,5 ∙ (1 – x) ∙ 126 = 63 (1 – х) 104 x = 63 (1 – х) х = 0,38 моль n1 (SO2) =0,38 моль n2 (SO2)  = 0,31 моль nобщ. (SO2) = 0,69 моль m общ. (SO2) = 0,69 ∙ 64 = 44,16 (г) – это составляет 20% от массы смеси газов. Масса газа азота составляет 80 %. m (N2) = 176,6 г,  n1 (N2) = 176,6 / 28 = 6,31 моль nобщ. (газов)= 0,69 + 6,31 = 7 моль V (газов) = 7 ∙ 22,4 = 156,8 (л)

2) При растворении 2,22 г смеси железных и алюминиевых опилок в 18,25%-ном растворе соляной кислоты (ρ = 1,09 г/мл) выделилось 1344 мл водорода (н.у.). Найдите процентное содержание каждого из металлов в смеси и определите объём соляной кислоты, который потребовался для растворения 2,22 г смеси.

Найти: ω (Fe) ω (Al) V (HCl) р-ра Дано: m (смеси) = 2,22 г ρ (HCl р-ра) = 1,09 г/мл ω (HCl) = 18,25% M (Fe) = 56 г/моль М (Al) =27 г/моль М (HCl) =36,5 г/моль Ответ: ω (Fe) = 75.7%, ω (Al) = 24,3%, V (HCl) р-ра) = 22 мл.

Fe + 2HCl= 2 FeCl2+ H2 1 моль  2моль                      1 моль 2Al + 6HCl= 2 AlCl3+ 3H2 2 моль   6 моль                   3моль n (Н2) =1,344 /22.4 = 0.06 (моль) Пусть m (Al) = x, тогда m (Fe) = 2,22 - х; n 1 (Н2) = n (Fe) =(2.22 – x) / 56 n (Al) = х / 27  n2 (Н2) = 3х / 27∙ 2 = х / 18  x/18 +(2,22 – х) / 56 = 0,06 х = 0,54,  m (Al) = 0,54 г ω (Al) = 0,54 / 2.22 = 0.243 (24.3%) ω (Fe) = 75.7% n (Al) = 0.54 / 27 = 0.02 (моль) m (Fe) = 2,22 – 0.54 = 1.68 (г) n (Fe) =1.68 / 56 = 0,03 (моль) n 1 (НCl) = 0.06 моль n (NaOH) = 0,05 моль m р-ра (NaOH) = 0,05 ∙ 40/0.4 = 5 (г) V (HCl) р-ра = 24 / 1,09 = 22 (мл)

3) Газ, полученный при растворении 9,6 г меди в концентрированной серной кислоте, пропустили через 200 мл раствора гидроксида калия (ρ=1 г/мл, ω (КOH) = 2,8 %). Какого состава образуется соль? Определить её массу.

Найти: m (соли) Дано: m (Cu) = 9.6 г V (КOН)р-ра = 200 мл ω (КOH) = 2,8% ρ (H2O) = 1 г/мл М (Cu) =64 г/моль М (КOH) =56 г/моль М (КНSO3) =120 г/моль Ответ: m(КНSO3) = 12 г

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O 1 моль                                     1 моль КOН + SO2 = KHSO3 1 моль    1 моль 2КOН + SO2 = K2SO3 + H2O 2 моль      1моль n (SO2)    = n (Cu) =6,4/64 = 0,1 (моль) m(КOН)р-ра = 200 г m(КOН)в-ва = 200 г ∙ 0,028 = 5,6 г n (КOН) =5,6/56 = 0,1 (моль) По количественному соотношению SO2 и КОН можно сделать вывод, что образуется кислая соль KHSO3.  КOН + SO2 = KHSO3 1 моль    1 моль n (КНSO3) = 0,1 моль m(КНSO3) = 0,1 ∙ 120 = 12 г

4) Через 100 мл 12,33% - ного раствора хлорида железа (II) (ρ=1.03г/мл) пропускали хлор до тех пор, пока концентрация хлорида железа (III) в растворе не стала равна концентрации хлорида железа (II). Определите объём поглощённого хлора (н.у.)

Найти: V(Cl2) Дано: V (FeCl2) = 100 мл ω (FeCl2) = 12,33% ρ (р-ра FeCl2) =1,03г/мл М (FeCl2) = 127 г/моль М (FeCl3) = 162,5 г/моль VМ = 22,4 л/моль

m (FeCl2) р-ра = 1,03 ∙ 100 = 103 (г) m (FeCl2) р-в-ва = 103 ∙ 0,1233 = 12,7 (г) 2FeCl2 + Cl2 = 2 FeCl3 2 моль       1моль     2моль Пусть n (FeCl2) прореаг. = х, тогда n (FeCl3) обр.  = х; m (FeCl2) прореаг. = 127х m (FeCl2) ост. = 12,7 - 127х m (FeCl3) обр. = 162,5х По условию задачи m (FeCl2) ост. = m (FeCl3) 12,7 - 127х = 162,5х х = 0,044,    n (FeCl2) прореаг. = 0,044 моль n (Cl2) = 0,022 моль V(Cl2) = 0,022 ∙ 22,4 = 0,5 (л)

Ответ: V(Cl₂) = 0,5 (л)

5) После прокаливания смеси карбонатов магния и кальция масса выделившегося газа оказалась равна массе твёрдого остатка. Определит массовые доли веществ в исходной смеси. Какой объём углекислого газа (н.у.) может быть поглощён 40 г этой смеси, находящейся в виде суспензии.

Найти: ω (MgCO3) ω (CaCO3) Дано: m (тв.прод.) = m(газа) m(смеси карбонатов)=40г М (MgO) = 40 г/моль М СаO = 56 г/моль М (CO2) = 44 г/моль М (MgCO3) = 84 г/моль М (СаCO3) = 100 г/моль

1) Проведём расчеты, используя 1 моль смеси карбонатов. MgCO3 = MgO + CO2   1моль       1 моль     1моль CaCO3  = CaO + CO2 1 моль         1моль        1моль Пусть n (MgCO3) = x, тогда n (CaCO3) = 1 – x. n (MgO) = x, n (CaO) = 1 - x m (MgO) = 40x m (СаO) = 56 ∙ (1 – x) = 56 – 56x Из смеси, взятой количеством 1 моль, образуется углекислый газ, количеством 1 моль. m (CO2) = 44.г m (тв.прод.)  = 40x + 56 - 56x  = 56 - 16x                56 - 16x = 44                 x = 0,75, n (MgCO3) = 0,75 моль n (СаCO3) = 0,25 моль  m (MgCO3) = 63 г  m (СаCO3) = 25 г m (смеси карбонатов) = 88 г ω (MgCO3) = 63/88 = 0,716 (71,6%) ω (CaCO3) = 28,4% 2) Суспензия смеси карбонатов при пропускании углекислого газа превращается в смесь гидрокарбонатов. MgCO3+ CO2+ H2O = Mg(НCO3) 2                                  (1) 1 моль         1моль CaCO3+ CO2+ H2O = Ca(НCO3) 2                                     (2) 1 моль        1моль m (MgCO3) = 40 ∙ 0,75 = 28,64(г) n1(СO2) = n (MgCO3) = 28,64/84 = 0,341 (моль) m (СаCO3) = 11,36 г n2(СO2) = n (СаCO3) =11,36/100 = 0,1136 моль n общ.(СO2) = 0,4546 моль V (CO2) = n общ.(СO2) ∙ VМ =   0,4546∙ 22,4 = 10,18 (л)  Ответ: ω (MgCO3) = 71,6%, ω (CaCO3) = 28,4%,              V (CO2) = 10,18 л.

6) Смесь порошков алюминия и меди массой 2,46 г нагрели в токе кислорода. Полученное твёрдое вещество растворили в 15 мл раствора серной кислоты (массовая доля кислоты 39,2%, плотность 1,33 г/мл). Смесь полностью растворилась без выделения газа. Для нейтрализации избытка кислоты потребовался 21 мл раствора гидрокарбоната натрия с концентрацией 1,9 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в смеси и объём кислорода (н.у.), вступившего в реакцию.

Найти: ω (Al);  ω (Cu) V (O2) Дано: m(смеси) = 2.46 г V (NaHCO3) = 21 мл= 0,021 л V (H2SO4) = 15 мл ω(H2SO4) = 39,2% ρ (H2SO4) = 1,33 г/мл С(NaHCO3) = 1,9моль/л М(Al)=27 г/моль М(Cu)=64 г/моль М(H2SO4)=98 г/моль Vм = 22,4 л/моль Ответ: ω (Al) = 21.95%;  ω (Cu) = 78.05%; V (O2) = 0,672

4Al + 3O2 = 2Al2O3 4моль   3 моль      2моль 2Cu + O2 = 2CuO 2моль    1 моль   2 моль Al2O3  + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O                        (1) 1 моль       3 моль CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O                                    (2) 1 моль   1 моль 2 NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O +СО2                  (3)       2 моль         1 моль  m (H2SO4)р-ра =15 ∙ 1,33 = 19.95 (г) m (H2SO4)в-ва = 19.95 ∙ 0,393 = 7,8204 (г) n (H2SO4) общ = 7,8204/98 = 0,0798 (моль)  n (NaHCO3) = 1,9 ∙ 0,021 = 0,0399 (моль)  n 3 (H2SO4) = 0,01995 (моль) n 1+2 (H2SO4) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 (моль) 4) Пусть n (Al) = x, . m (Al) = 27x n (Cu) = y, m (Cu) = 64y 27x + 64y = 2,46  n (Al2O3) = 1,5x n (CuO) = y { 1,5x + y = 0.0585 x = 0,02;   n (Al) = 0.02 моль 27x + 64y = 2,46 y = 0,03;   n (Cu) = 0,03 моль m (Al) = 0,02 ∙ 27 = 0,54 ω (Al) = 0,54 / 2.46 = 0.2195 (21.95%) ω (Cu) = 78.05%  n 1(O2) = 0.015 моль n 2 (O2) = 0.015 моль n общ. (O2) = 0.03 моль V (O2) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (л)

7) При растворении в воде 15,4 г сплава калия с натрием выделилось 6,72 л водорода (н.у.) Определите молярное отношение металлов в сплаве.

Найти: n (К) : n(Na) m (Na2O) Дано: m (сплава) = 15,4 г V (H2) = 6,72 л М (Na) =23 г/моль М (К) =39 г/моль Ответ:  n (К) : n (Na) = 1 : 5

2К + 2H2O = 2 КOH+ H2 2 моль                                 1 моль 2Na + 2H2O = 2 NaOH+ H2 2 моль                                   1 моль Пусть n (К) = x, n (Na) = у, тогда  n1 (Н2) = 0,5 х; n2 (Н2) = 0,5у  n (Н2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 (моль) m (К) = 39 x; m (Na) = 23 у { 39х + 23 у = 15,4 х = 0,1,   n (К) = 0,1 моль; 0,5х + 0,5у = 0,3  у = 0,5,   n (Na) = 0,5 моль

8) При обработке 9 г смеси алюминия с оксидом алюминия 40%-ным раствором гидроксида натрия (ρ=1,4 г/мл) выделилось 3,36 л газа (н.у.). Определить массовые доли веществ в исходной смеси и объём раствора щёлочи, вступивший в реакции.

Найти: ω (Al) ω(Al2O3) V р-ра (NaOH) Дано: M (см.) = 9 г V(H2) = 33.8мл ω (NaOH) = 40% М(Al) = 27 г/моль М(Al2O3) = 102 г/моль М(NaOH) = 40 г/моль

2Al + 2 NaOH + 6H2O = 2 Na[Al(OH) 4] + 3H2  2моль        2моль                                                               3моль Al2O3 + 2 NaOH + 3H2O = 2 Na[Al(OH) 4] 1моль              2моль n (H2) = 3,36/22,4 = 0,15 (моль) n (Al) = 0,1 моль           m (Al) = 2.7 г ω (Al) = 2,7 / 9 = 0,3 (30%) ω (Al2O3) = 70% m (Al2O3) = 9 – 2.7 = 6.3 (г) n (Al2O3) = 6,3 / 102 = 0,06 (моль) n1 (NaOH) = 0,1 моль n2 (NaOH) = 0,12 моль n общ. (NaOH) = 0,22 моль m р-ра (NaOH) = 0,22 ∙ 40  /0.4 = 22 (г) V р-ра (NaOH) = 22 / 1.4 = 16 (мл) Ответ: ω (Al) = 30%, ω(Al2O3) = 70%, V р-ра (NaOH) = 16 мл

9) Сплав алюминия и меди массой 2 г обработали раствором гидроксида натрия, с массовой долей щёлочи 40 %  (ρ=1,4 г/мл). Не растворившийся осадок отфильтровали, промыли и обработали раствором азотной кислоты. Полученную смесь выпарили досуха, остаток прокалили. Масса полученного продукта составила 0,8 г. Определите массовую долю металлов в сплаве и объём израсходованного раствора гидроксида натрия.

Найти: ω (Cu); ω(Al) V р-ра (NaOH) Дано: m(смеси)=2 г ω (NaOH)=40% М(Al)=27 г/моль М(Cu)=64 г/моль М(NaOH)=40 г/моль

В щёлочи растворяется только алюминий. 2Al + 2 NaOH + 6 H2O = 2 Na [Al(OH) 4] + 3 H2     2моль                 2моль                                             3моль Медь – нерастворившийся остаток. 3Cu + 8HNO3 = 3Cu (NO3)2 + 4 H2O + 2 NO                               3моль                                    3моль 2Cu(NO3)2 = 2 CuO + 4NO2 + O2 2моль                          2моль n (CuO) = 0,8 / 80 = 0,01 (моль) n (CuO) = n (Cu(NO3)2) =  n (Cu) = 0,1 моль          m (Cu) = 0,64 г ω (Cu) = 0,64 / 2 = 0,32 (32%) ω (Al) = 68% m (Al) = 9 – 0,64 = 1,36(г) n (Al) = 1,36 / 27 = 0,05 (моль) n (NaOH) = 0,05 моль m р-ра (NaOH) = 0,05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (г) V р-ра (NaOH) = 5 / 1.43 = 3,5 (мл) Ответ: ω (Cu) = 32%, ω(Al) = 68%, V р-ра (NaOH) = 3,5 мл

10) Прокалили смесь нитратов калия, меди и серебра массой 18,36 г. Объём выделившихся газов составил 4,32 л (н.у.). Твёрдый остаток обработали водой, после чего его масса уменьшилась на 3,4 г. Найти массовые доли нитратов в исходной смеси.

Найти: ω (KNO3) ω (Cu(NO3)2) ω (AgNO3) Дано: m (смеси) = 18,36 г ∆m(твёрд. ост.)=3,4 г V (CO2) = 4,32 л М (КNO2) =85 г/моль М (КNO3) =101 г/моль

1)  2 КNO3 = 2 КNO2 + O2                                             (1)   2 моль           2 моль      1моль 2 Cu(NO3)2 = 2 CuO + 4 NO2 + O2                         (2) 2 моль                 2моль        4 моль    1 моль 2 AgNO3  = 2 Ag + 2 NO2 + O2                                  (3)  2 моль            2моль      2моль     1моль CuO + 2H2O = взаимодействие не возможно Ag+ 2H2O = взаимодействие не возможно КNO2 + 2H2O = растворение соли Изменение массы твёрдого остатка произошло за счёт растворения соли, следовательно: m (КNO2) = 3,4 г n (КNO2) = 3,4 / 85 = 0,04 (моль) n (КNO3) = 0,04 (моль) m (КNO3) = 0,04∙ 101 = 4,04 (г) ω (KNO3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%) n1 (O2) = 0,02 (моль) nобщ. (газов) = 4,32 / 22,4 = 0,19 (моль) n 2+3 (газов) = 0,17 (моль) m (смеси без КNO3) = 18,36 – 4,04 = 14,32 (г) Пусть m (Cu(NO3)2) = x, тогда m (AgNO3) = 14,32 – x. n (Cu(NO3)2) = x / 188,  n (AgNO3) = (14,32 – x) / 170 n2 (газов) = 2,5х / 188,  n3 (газов) = 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170, 2,5х / 188 + 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170 = 0,17 х = 9,75, m (Cu(NO3)2) = 9,75 г ω (Cu(NO3)2) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%) ω (AgNO3) = 24,09%

Ответ: ω (KNO₃) = 22%, ω (Cu(NO₃)₂) = 53,1%,  ω (AgNO₃) = 24,09%.

3

11) Смесь гидроксида бария, карбонатов кальция и магния массой 3,05 г прокалили до удаления летучих веществ. Масса твёрдого остатка составила 2,21 г. Летучие продукты привели к нормальным условиям и газ пропустили через раствор гидроксида калия, масса которого увеличилась на 0,66 г. Найти массовые доли веществ в исходной смеси.

Найти: ω (Вa(OН)2) ω (СaСO3) ω (MgСO3) Дано: m (смеси) = 3,05 г m (тв.ост.) = 2,21 г ∆ m (КОН) = 0,66 г М (H2O) =18 г/моль М (СО2) =44 г/моль М (Вa(OН)2) =171 г/моль М (СаСО2) =100 г/моль М (MgСО2) =84 г/моль

Вa(OН)2 = H2O + ВaO 1 моль           1моль СaСO3 = СО2 + СaO 1 моль         1моль MgСO3 = СО2 + MgO 1 моль          1моль Масса КОН увеличилась за счёт массы поглощённого СО2 КОН + СО2→… По закону сохранения массы веществ m (H2O) =3,05 – 2,21 – 0,66 = 0,18 г n (H2O) = 0,01 моль n (Вa(OН)2) = 0,01 моль m (Вa(OН)2) = 1,71 г ω (Вa(OН)2) = 1,71 /3.05 = 0.56 (56%) m (карбонатов) = 3,05 – 1,71 = 1,34 г Пусть m (СaСO3) = x, тогда m (СaСO3) = 1,34 – x n1 (СO2) =  n (СaСO3) = x /100 n2 (СO2) =  n (MgСO3) = (1,34 - x )/84 x /100 + (1,34 - x )/84 = 0,015 x = 0,05, m (СaСO3) = 0,05 г ω (СaСO3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%) ω (MgСO3) =28%

Ответ: ω (Вa(OН)₂) = 56%, ω (СaСO₃) = 16%, ω (MgСO₃) =28%

2.5 В реакцию вступает неизвестное веществo / образуется в ходе реакции.

1) При взаимодействии водородного соединения одновалентного металла со 100 г воды получили раствор с массовой долей вещества 2,38%. Масса раствора оказалась на 0,2 г меньше суммы масс воды и исходного водородного соединения. Определите, какое соединение было взято.

Найти: МеН Дано: m (H2O) = 100 г ω (МеOH) = 2,38% ∆ m (р-ра) = 0,2 г М (H2O) = 18 г/моль

МеН + H2O = МеOH + Н2 1 моль                   1моль         1моль       0,1 моль                0,1моль     0,1моль       Масса конечного раствора уменьшилась на массу газа водорода. n (Н2) = 0,2/2 = 0,1 (моль) n (H2O) прореаг. = 0,1 моль m (H2O) прореаг = 1,8 г m (H2O в р-ре) = 100 – 1,8 = 98,2 (г) ω (МеOH) = m (МеOH) / m (р-ра г/моль Пусть m (МеOH) = х 0,0238 = х / (98,2 + x) x = 2,4, m (МеOН) = 2,4 г n (МеOН) = 0,1 моль М (МеOН) = 2,4 / 0,1 = 24 (г/моль) М (Ме) = 7 г/моль Ме - Li

Ответ: LiН.

2) При растворении 260 г неизвестного металла в сильно разбавленной азотной кислоте образуются две соли: Ме(NО₃)₂  и X. При нагревании X с гидроксидом кальция выделяется газ, который с ортофосфорной кислотой образует 66 г гидроортофосфата аммония. Определите металл и формулу соли X.

Найти: Ме Соль Дано: m (Ме) = 260 г m ((NH4) 2HPO4) = 66 г М ((NH4) 2HPO4) =132 г/моль Ответ: Zn, соль - NH4NO3.

4Me + 10HNO3 = 4Me(NO3) 2 + NH4NO3 + 3H2O 4 моль                                                               1моль 2NH4NO3 +Ca(OH) 2 = Ca(NO3) 2+2NH3 + 2H2O 2 моль                                                                 2моль 2NH3 + H3PO4 = (NH4) 2HPO4 2 моль                           1моль n ((NH4) 2HPO4) = 66/132 = 0.5 (моль) n (NН3) = n (NH4NO3) = 1 моль n (Ме) = 4моль М (Ме) = 260/4 = 65 г/моль Ме - Zn

3) В 198,2 мл раствора сульфата алюминия (ρ = 1 г/мл) опустили пластину неизвестного двухвалентного металла. Через некоторое время масса пластины уменьшилась на 1,8 г, а концентрация образовавшейся соли составила 18%. Определите металл.

Найти: ω2 (NaOH) Дано: V р-ра = 198.2 мл ρ (р-ра) = 1 г/мл ω1 (соли) = 18% ∆m (р-ра) =1,8 г М (Al) =27 г/моль

Al2(SO4)3 + 3Me = 2 Al+ 3MeSO4                          3 моль   2моль      3 моль        m (р-ра до р-ции) = 198.2 (г) m (р-ра после р-ции) = 198.2 + 1,8 = 200(г) m (MeSO4)в-ва = 200 ∙ 0,18 = 36 (г) Пусть М (Ме) = х , тогда М (MeSO4) = х + 96 n (MeSO4) = 36 / (х + 96) n (Ме) = 36/ (х + 96) m (Ме) = 36x / (х + 96) n (Al) = 24 / (х + 96), m (Al) = 24 ∙  27 / (х + 96) m (Ме) ─ m (Al) = ∆m (р-ра)   36x / (х + 96) ─ 24 ∙  27 / (х + 96) = 1,8 х = 24, М (Ме) = 24 г/моль Металл - Mg

Ответ: Mg.

4) При термическом разложении 6,4 г соли в сосуде ёмкостью 1 л при 300,3⁰С создалось давление 1430 кПа. Определите формулу соли, если при разложении её образуется вода и плохо растворимый в ней газ.

Найти: Формулу соли Дано: m (соли) = 6,4 г V (сосуда) = 1 л Р = 1430 кПа t=300.30C R = 8.31Дж/моль∙К

n (газа) = PV/RT = 1430∙1 / 8,31∙573,3 = 0,3 (моль) Условию задачи отвечают два уравнения: NH4NO2 = N2 + 2H2O(газ) 1 моль                  3 моль NH4NO3 = N2O + 2H2O(газ) 1 моль                3 моль n (соли) = 0,1 моль М (соли) = 6,4/0,1 = 64 г/моль (NH4NO2)

Ответ: NH₄N

Литература.

1 .Н.Е.Кузьменко, В.В.Ерёмин, А.В.Попков «Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы», Москва, «Дрофа» 1999

2. Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Сборник задач по химии», Москва «Новая Волна * Оникс» 2000

3. К.Н.Зеленин, В.П.Сергутина, О.В., О.В.Солод «Пособие по химии для поступающих в Военно – медицинскую академию и другие высшие медицинские учебные заведения»,

Санкт – Петербург, 1999

4. Пособие для поступающих в медицинские институты «Задачи по химии с решениями»,

Санкт – Петербургский медицинский институт им.И.П.Павлова

5. ФИПИ «ЕГЭ ХИМИЯ» 2009 – 2015 г.