Методическая разработка на тему "Решение задач на расчеты по уравнениям реакций"

МКОУ «Кужникская СОШ»

с.Кужник

Решение задач на расчеты по уравнениям реакций

(методическая разработка по химии)

Составил: учитель химии и биологии

 Махмудов А. М.  

2020 год

Содержание

Стр.                                    

Введение……………………………………………………………………………………...3

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 на смеси веществ……………………………………………………………………18

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

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

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

Введение.

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.

Дано: m (P) = 6.2 г ν (P2О5 ) - ? m (P2О5 ) - ?

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что знаем, и что необходимо найти: 4P + 5O2 = 2P2О5 2.Найдемм количество известного вещества: ν (P) = = = 0,2 моль 3.Запишем количества под формулами, делаем вывод о том, что количество вещества P2О5  в 2 раза меньше, чем количество вещества P и находим его количество:   4P + 5O2 = 2P2О5 0,2 моль                0,1 моль 4.Рассчитываем массу P2О5: m (P2О5 ) = ν•М = 0,1 моль • 142 г/моль = 14,2 г 5.Запишем ответ: ν (P2О5) = 0,1 моль m (P2О5) = 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.

Ответ: ν(Сu) = 0.1 моль

m (Сu) = 6.4 г

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

Ответ: m (КОН) = 112 г

m (KCl) = 149 г

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

Ответ: m (Сu(OH)₂) = 19.6 г

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

Ответ: ν(Fe₂O₃) = 0.125 моль

m (Fe₂O₃) = 20 г

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

Дано: m (СаСО3) = 10 т m (CaO ) - ?

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; отметим что дано, и что необходимо найти: 10 т                 х т СаСО3 = CaO + СО2 100 т                56 т 2.Составим пропорцию и решим:  =  ; Х =  = 5,6 т 3.Ответ: m (CaO) = 5,6 т

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

Ответ:m (CaO) = 75,5 кг

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?

Дано: m (Al) = 10,8 г ν (H2 ) - ? V (H2 ) - ?

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; подчеркиваем что знаем, и что необходимо найти: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 +  3H2 2.Найдем количество известного вещества: ν (Al) = = =0,04 моль 3.Запишем количества под формулами, делаем вывод о том, что количество вещества H2  в 1.5 раза больше, чем количество вещества Al, и находим его количество: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 +  3H2 0,04 моль                                               0,06 моль 4.Рассчитаем объем H2: V (H2 ) = ν•Vm = 0,06 моль • 22,4 л/моль = 1,344 л 5.Ответ: ν (H2 ) = 0,06 моль V (H2 ) = 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?

Ответ: V (H₂ ) = 4,48 л

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

Ответ: V (СО₂ ) = 5,6 л

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

Ответ: V (Н₂ ) = 248,9 л

V (О₂ ) = 124,4 л

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

Ответ: m (KMnO₄) = 70.54 г

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.)?

Ответ: m (СаН₂) = 562,5 г

14.  Какой минимальный объем водорода (н. у.) необходим для полного восстановления железа из 100 кг магнитного железняка Fe₃O₄?

Ответ: V (Н₂ ) = 38,62 м³

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.

Дано: V (H2 ) = 200 л V (HCl ) - ?

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; отметим что знаем, и что необходимо найти: 200 л                         х л H2    +      Cl2 =  2HCl 2.Запишем объемы газов согласно стехиометрическим коэффициентам: 200 л                         х л H2    +      Cl2 =  2HCl 1 л                    2 л 3.Составим пропорцию и решим:  =  ; Х =  = 400 л 4.Запишем ответ: V (HCl) = 400 л

16.  Найдите объем кислорода и объем воздуха, расходующегося на полное сгорание 100 м³ метана.

Ответ: V (О₂ ) = 200 м³

V (воздуха) = 952,4  м³

17.  Вычислите объемы азота и водорода, которые должны прореагировать, для получения 500 м³ аммиака.

Ответ: V (N₂ ) = 250 м^3; V (H₂) = 750  м³

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

Ответ: V (H₂) = 300  м³

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

Ответ: V (Cl₂) = 1.2 л

20.  Сколько м³ углекислого газа выделится в результате полного сгорания 1 м³ пропана? Какой объем кислорода при этом израсходуется?

  Ответ: V (СО₂) = 3  м³; V (О₂ ) = 5 м³

Расчеты по термохимическим уравнениям.

21.  По термохимическому уравнению

4P + 5O₂ = 2P₂O₅ + 3010 кДж     

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

Дано: m (P) = 62 г Q - ?

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что дано, и что необходимо найти. Запишем данные по уравнению:     62 г                                               Q 4P + 5O2 = 2P2O5 + 3010 кДж 4 моль  31 г/моль 124 г    3.Составим пропорцию и решим:  = ; Q =  = 1505 кДж 4.Запишем ответ: Q = 1505 кДж

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

Дано: Q = 9030  кДж m (P2O5) - ?

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что дано, и что необходимо найти. Запишем данные по уравнению:                           Х г         9030  кДж                       4P + 5O2 = 2P2O5 + 3010 кДж                          2 моль                        142 г/моль                       284 г    3.Составим пропорцию и решим:  = ; х =  = 852 г 4.Запишем ответ: m (P2O5) = 852 г

22.  По термохимическому уравнению

2С₂Н₂ + 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О + 1400 кДж

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.

Дано: m (Mg) = 1.2 г  Q = 30,1  кДж Термохимическое уравнение - ?

Решение. 1.Cоставим уравнение реакции; запишем данные по уравнению:       1,2 г                           30,1 кДж 2Mg + O2 = 2MgO + Q        2 моль                       х        24 г/моль         48 г    2.Составим пропорцию и решим:  = ;    х =  = 1 204 кДж 3.Запишем уравнение заново, вместо Q подставим полученное число: 2Mg + O2 = 2MgO + 1 204 кДж

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

 Ответ:4Аl + 3O₂ = 2Al₂O₃ + 3 282 кДж

25.  Теплота сгорания пропана равна 2202 кДж/моль. Какое количество теплоты выделится при сгорании 224 л пропана? 10 м³ 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?

Дано: mр-ра (H2SO4) = 120  г w (H2SO4) = 6%, или 0,06 ν (NaOH) - ? m (NaOH ) - ? w = ; m (в-ва)= m (р-ра) • w

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что знаем, и что необходимо найти: 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O 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 H2SO4, и находим его количество: 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O 0,147 моль         0,0735 моль 4.Рассчитаем массу NaOH: m (NaOH ) = ν • М = 0,147 моль • 40 г/моль = 5,88 г 5.Ответ: 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?

Ответ: m(KOH) = 17,98 г

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.

Ответ: w(CuSO₄)= 8%

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

       Ответ: w(HCl) = 0.98%

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

Дано: m (Zn) = 20  г wприм = 2%, или 0,02 V (H2) - ? wчист = 1 - wприм  =       1 – 0.02 = 0.98 wчист = ; m (чист)= m (смеси) • wчист

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; подчеркнем что знаем, и что необходимо найти: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 2.Найдем количество известного вещества: ν (H2SO4) = = =0,3015 моль 3.Запишем количества под формулами, делаем вывод о равенстве количества вещества цинка и водорода: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 0,3015 моль                               0,3015 моль 4.Рассчитаем объем водорода: V (H2 ) = ν•Vm = 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?

Ответ: 26,55 т

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.

Дано: V (Cl2) = 250 л Vпрак (HCl) = 450 л φвых (HCl ) - ? φвых =

Решение. 1.Находим по уравнению реакции Vтеор:                   250 л             х H2   +      Cl2 =  2HCl                    1 л         2 л  =  ; Х =  = 500 л 2.Рассчитаем объемную долю выхода HCl φвых =  =  = 0,9, или 90% 3.Ответ: φвых (HCl ) = 90%

34.  Окислением 140 м³ (н. у.) этилена кислородом (процесс Вакера), было получено 200 кг  ацетальдегида. Рассчитайте выход ацетальдегида по сравнению с теоретически возможным.

Ответ: η_вых = 72,7%

35.  Гидратацией 250 м³ (н. у.) этилена было получено 600 л 95%-ного этанола (ρ=0,8 кг/л). Вычислите выход этанола по сравнению с теоретическим.

Ответ: η_вых = 88%

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

Ответ: m (P) = 1.36 т

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

Дано: mр-ра (HNO3) = 30 т w (HNO3) = 60%, или 0,6 ηвых = 88%, или 0,88 V (NH3) - ? ηвых = w = ; m (в-ва)= m (р-ра) • w соотношение масс и объемов: г – л кг – м3

Решение. 1.Процесс производства HNO3 описывается следующими уравнениями реакций: 4NH3 + 5О2 → 4NO + 6Н2О; 2NO + О2 → 2NO2; 4NO2 + О2 + 2Н2О → 4HNO3 Исходя из данных уравнений, составляем стехиометрическую схему: NH3  →  HNO3 2.Находим массу чистой азотной кислоты:  m (HNO3) = 30 т • 0,6 = 18 т = 18000 кг – должно получиться практически mтеор (HNO3)  =  =  = 20455 кг 3.Подставим в уравнение и рассчитаем объем аммиака:   х м3           20455 кг NH3  →  HNO3 22,4 м3          63 кг  =   ; х =  = 7273 м3 4. Ответ: V (NH3) = 7273 м3

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

Ответ:m (H₂SO₄) = 139,65 т.

 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.

Дано: m (NaОН) = 8 г mр-ра (HCl) = 50 г w (HCl) = 5%, или 0,05 1)      ν (NaCl) - ?             m (NaCl) - ? 2)      w (NaCl) - ? w = ; m (в-ва)= m (р-ра) • w

Решение. 1.Запишем уравнение реакции; NaOH + HCl = NaCl + H2O 2.Найдемм количества веществ, массы которых даны: ν (NaОН) =  =  = 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 +   H2O                  0,0685 моль 4.Делаем вывод о том, ν (NaCl) равно ν (НCl) NaOH + HCl   =   NaCl  +   H2O                  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% 7. Ответ: 1)      ν (NaCl) = 0,0685 моль             m (NaCl) = 4 г 2)      w (NaCl) = 6,9%

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

1)Найдите массу образовавшейся соли.                                 Ответ:m (KNO₃) = 3.85 г

2)Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.             w (KNO₃) = 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.  

Ответ:m (NaCl) = 23.17 г

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?

Ответ:m (MgSO₄) = 17.16 г

2)Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе.      w (MgSO₄) = 18.61%

3)Какова массовая доля кислоты в получившемся растворе?     w (H₂SO₄) = 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 (H₂) = 4.48 л

2)Найдите массовую долю соли в полученном растворе. w (ZnCl₂) = 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.

1)Какова масса образовавшегося осадка?                          Ответ:m (Ag₃PO₄) = 0.25 г

2)Вычислите массовые доли солей в образовавшемся растворе.      w (KNO₃) = 0.64%

w (K₃PO₄) = 0.47%        

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.

Дано: Vр-ра (HCl) = 30 мл w (HCl) = 36%, или 0,36 ρ = 1,18 г/мл m (I2 ) - ? w = ; m (в-ва)= m (р-ра) • w ρ = ; m = ρV

Решение. 1.Записываем уравнения реакций, описанных в условии задачи; подчеркиваем что знаем, и что необходимо найти: 4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O Cl2 + 2KI = 2KCl + I2 2.Находим количество известного нам вещества: ν (HCl) = = = = 0,35 моль 3.По уравнению (1) делаем вывод о том, что количество вещества Cl2  в 4 раза меньше, чем количество вещества HCl, и находим его количество: 4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2   +   2H2O 0,35моль                                              0,0873 моль 4.Делаем переход на уравнение (2) и вывод о количестве вещества I2:    Cl2  +  2KI  =   2KCl  +   I2 0,0873 моль                                       0,0873 моль 5.Находим массу I2: m (I2 ) = ν • М = 0,0873 моль • 254 г/моль = 22,17 г 6. Ответ: m (I2 ) = 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?

Ответ: m (KMnO₄) = 6,32 г

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

Ответ: m (Na₂SO₃) = 6,32 г

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.

Ответ: m (Cu(NO₃)₂) = 9.4 г, m (NaNO₃) = 4.25 г, m (NaNO₂) = 3.25 г

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.

Дано: mр-ра (NaOH) = 200 г w (NaOH) = 2.5%, или 0,025 m (Al) = 2,7 г   m (соли) - ? w (соли) - ?

Решение. 1. Составим уравнения реакций. 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3H2 Na[Al(OH)4] + CO2 = NaHCO3 + Al(OH)3 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 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 0,1              0,125-  в избытке                0,1                                 0,15                     0,1 - израсход.                                                         2 г/моль                     0,025 – остаток                                                        0,3 г Na[Al(OH)4] + CO2 = NaHCO3 + Al(OH)3↓ 0,1                                0,1              0,1                        0,1                                                                                     78 г/моль                                                                                     7,8 г NaOH    +     CO2   =   NaHCO3 0,025                       0,025                0,025  суммируем           0,125               0,125                              44 г/моль             84 г/моль                               5,5 г                   10,5 г 4.Найдем массовую долю NaHCO3 w (NaHCO3) =  = 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?

Ответ: m (ZnS) = 4.85 г; m (KHS) = 9 г;w (KHS) = 6.24%

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.

Дано: mсмеси (Al и Fe) = 5 г V (H2) = 3.36 л             w (Al) - ? w (Fe) - ?

Решение. 1.Составим уравнение реакции. В данном случае одно из веществ в смеси не реагирует, это Fe, а весь выделившийся водород – в реакции с алюминием: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3H2 2.Находим количество вещества водорода: ν (H2) =  =  = 0,15 моль 3.По уравнению реакции находим количество вещества алюминия, зная, что он в 1,5 раз меньше количества H2:            2Al + 2NaOH + 6H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3H2          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.

Ответ: w (Zn) = 46.4%, w (Cu) =  53.6%

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.

Ответ: w (Si) = 35%, w (SiO₂) =  65%

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?

Ответ: w (Al) = 54%, w (Al₂O₃) =  46%

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.

Ответ: w (Al) = 15,25%, w (Al₂S₃) =  84.75%

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.

Ответ: w (NaHCO₃) = 84%, w (Na₂CO₃) =  16%

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?

Дано: mр-ра (КОН) = 112 г w (КОН) = 10%, или 0,1 Vр-ра (H3PO4) = 49.5 мл w (H3PO4) = 18%, или 0,18 ρ = 1,1 г/мл             m (соли) - ? w (соли) - ?

Решение. 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) = = = = 0,1 моль 2.Исходя из найденных количеств, составляем уравнение реакции и делаем вывод о количестве полученной соли: 2КОН + H3PO4 = К2HPO4 + 2Н2О                   0,1 моль   0,1 моль 3.Вычислим массу гидрофосфата: m (К2HPO4) = ν • М = 0,1моль • 174 г/моль = 17,4 г 4.Найдем  массовую долю К2HPO4 в получившемся растворе: mр-ра = 112 + 49,5 • 1,1 = 166,5 г w (К2HPO4) =  = 0,1045, или 10,45% 5.Запишем ответ: m (К2HPO4) = 17,4 г w (К2HPO4) = 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.

Ответ: m (КH₂PO₄) = 48,5 г; w (КH₂PO₄) = 7,76%

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.

Дано: mр-ра (КОН) = 224 г w (КОН) = 5%, или 0,05 V (СО2) = 3,36 л             m (солей) - ? w (солей) - ?

Решение. 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: 2КОН + СО2 = К2СО3 + Н2О   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) К2СО3 + СО2  + Н2О = 2КНСО3 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 mр-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.

Ответ: m ((NH₄)₂HPO₄) = 3.3 г; w ((NH₄)₃ PO₄) = 3.725 г

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.

Дано: mсмеси (и Al) = 4 г V (H2) = 3.808 л     w (Zn) - ? w (Al) - ?

Решение. 1.Запишем уравнения протекающих реакций: Zn+ 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2 2.Находим количество вещества водорода: ν (H2) =  =  = 0,15 моль 3.По уравнению реакции находим количество вещества алюминия, зная, что он в 1,5 раз меньше количества H2:            2Al + 2NaOH + 6H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3H2          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.).

Ответ: w (Mg) = 44%; w (Zn) = 56%        

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.

Ответ: w (Al) = 33.75%; w (Zn) = 40.06%; w (Cu) = 26.19%        

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.

Ответ: w (CaCO₃) = 70,4%; w (MgCO₃) = 29,6%         

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?

Ответ: w (HCOOH) = 27.7%; w (CH₃COOH) = 72,3%        

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.).

Ответ: w (CH₃OH) = 41,81%; w (CH₃COOH) = 58,19%      

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.

Краткое описание документа:

Примеры и методика решения задач по химии, касаемые расчетов по уравнениям реакций