Некоторые вопросы химии в рамках подготовки к ЕГЭ
I. Решение задач на получение солей различного типа
Задачи на получение солей, тип которых изначально неопределен, представляет трудность для большинства школьников. Я предлагаю свои наработки по данному вопросу.
Одними из самых проблемных задач являются задачи на получение кислых солей или смеси кислых и средних солей.
Пример №1 Определите массу продуктов реакции, образовавшихся при сливании 100г 9,8% раствора ортофосфорной кислоты и 100г 10% раствора гидроксида натрия.
Проблема состоит в том, что сначала необходимо определить типы образующихся солей. Для этого я сначала записываю (а в дальнейшем просто использую эти записи) все реакции взаимодействия щёлочи с ортофосфорной кислотой.
|
1) |
|
NaOH |
+ |
H3PO4 |
= |
NaH2PO4 |
+ |
|
|
смесь NaH2PO4 и Na2HPO4
|
|
|
|
1 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2) |
2 |
NaOH |
+ |
H3PO4 |
= |
Na2HPO4 |
+ |
2 |
|
|
|
|
|
2 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
смесь Na2HPO4 и Na 3PO4 |
|
3) |
3 |
NaOH |
+ |
H3PO4 |
= |
Na 3PO4 |
+ |
3 |
H2O |
|
|
|
|
3 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
По – первой реакции, когда n(NaOH) : n(H3PO4 )= 1:1, образуется только NaH2PO4 (дигидрофосфат). По – второй реакции, когда n(NaOH) : n(H3PO4 )= 2:1, образуется только Na2HPO4 (гидрофосфат). По – третьей реакции, когда n(NaOH) : n(H3PO4 )= 3:1, образуется только Na3PO4 (фосфат).
Какие соли образуются, если n(NaOH) не принадлежат числам 1,2,3, а имеют промежуточные значения? Частое
решение подобных задач позволило мне сделать следующие выводы: Если n(NaOH)≤ 1, то при взаимодействии с H3PO4 (избытком)
образуется только дигидрофосфат натрия. Если n(NaOH) лежит в границах 
(n ≠
1,2), то образуется смесь солей: дигидрофосфат и гидрофосфат натрия. Если n(NaOH) лежит в границах 
(n ≠
2,3), то образуется смесь солей: гидрофосфат и фосфат натрия. Если n(NaOH)≥ 3, то образуется только фосфат натрия.
Тогда опираясь на
данные рассуждения решить задачу можно следующим образом:
1) определяем массу (H3PO4): m(H3PO4)
=100г*0,098=9,8г
2) определяем количество вещества (H3PO4 ): n(H3PO4) = 9,8г
/98г/моль = 0,1 моль 3) определяем
массу (NaOH ):
n(NaOH) :n(Na3PO4 ) (NaOH) = 100г*0.1=
10г
4) определяем количество вещества (NaOH ):
n(NaOH) = 10г /40г/моль = 0,25 моль
5) определяем соотношения n(NaOH) и
n(H3PO4) : n(NaOH) : n(H3PO4) = 0,25 : 0,1 =2,5:1 =
значение n(NaOH) лежит в границах 
3, следовательно
одновременно образуется смесь солей: гидрофосфат и фосфат
натрия
. 6) Предположим, что мы приливаем щелочь в кислоту. Тогда по
реакции №2 рассчитываем количество вещества (Na2HPO4 ):
n(NaOH) : n(H3PO4) = 2
:1=0,25:0,
1 = NaOH в
избытке 7)
расчет количество вещества Na2HPO4 будем вести по H3PO4
n(Na2HPO4) : n(H3PO4) = 1:1
= n(Na2HPO4) = n(H3PO4) =0,1 моль 8)
Найдем количество непрореагировавшей щелочи. Для этого определяем
количество вещества прореагировавшей NaOH
: n(NaOH) : n(H3PO4) = 2 :1 = n(NaOH) прореагировавшего =2 n(H3PO4) =0,2 моль, тогда n(NaOH) избытка = 0,25-0,2=0,05 моль 9) Избыток щелочи
взаимодействует с полученным гидрофосфатом натрия :
|
NaOH |
+ |
Na2HPO4 |
= |
Na3PO4 |
+ |
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяем n(Na3PO4 ). Для
этого находим избыток – недостаток между NaOH и Na2HPO4
n(NaOH)
:n(Na2HPO4) = 1:1 = 0,5 : 0,1 = Na2HPO4 в
избытке
10) Расчет n(Na3PO4) будем вести по NaOHостатку : n(NaOH) :n(Na3PO4) = 1:1;
n(NaOH)= n(Na3PO4) = 0,05
моль; m(Na3PO4)= 0,05моль*164 г/моль = 8,2г 11)
Определяем количество вещества непрореагировавшего Na2HPO4.
Для этого
найдем сколько моль Na2HPO4 вступило в реакцию: n(NaOH) :n(Na2HPO4) =
1:1=
n(Na2HPO4) = n(NaOH)= 0,05 моль. Тогда n(Na2HPO4)избытка
=0,1-0,05= 0,05 моль m(Na2HPO4)избытка
= 0,05 моль*142г = 7,1 г
Ответ: m(Na2HPO4)избытка = 7,1г и m(Na3PO4)= 8,2г
Пример №2 5,68г оксида фосфора (V) растворили в 50,4 20% раствора гидроксида калия. Определите массовые соли солей в образующемся растворе. Проблема: Какие соли образовались в результате взаимодействия данного кислотного оксида и щелочи? Сначала записываю все реакции взаимодействия Р2О5 и КОН
|
1) |
6 |
КОН |
+ |
Р2О5 |
|
|
= |
2 |
К3РО4 |
+3 |
|
смесь К3РО4 и К2НРО4 |
|
|
6 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2) |
4 |
КОН |
+ |
Р2О5 |
|
|
= |
2 |
|
+ |
Н2О |
|
|
|
4 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
смесь К2НРО4 и КН2РО4 |
|
||
|
3) |
2 |
КОН |
+ |
Р2О5 |
+ |
Н2О |
= |
2 |
КН2РО4 |
|||
|
|
2 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опираясь на свои выводы,
сделанные по результатам многочисленного решения подобных задач отмечаю:
если n(KOH): n(Р2О5 ) как 6:1 ,
то образуется только фосфат калия; если n(KOH): n(Р2О5 ) как 4:1, то образуется только гидрофосфат калия; если
n(KOH): n(Р2О5 ) как 2:1,
то образуется только дигидрофосфат калия. При промежуточных значениях n(KOH), когда n(KOH)≥ 6, то образуется только средняя соль – фосфат калия, если значение n(KOH) лежит в границах 
(n ≠
4,6), образуется смесь фосфата и гидрофосфата калия; если значение n(KOH) лежит в границах 
(n
≠2,4), образуется смесь дигидрофосфата и гидрофосфата калия; когда n(КОН) лежит в границах (n ≠
2,3), то образуется смесь солей: гидрофосфат и дигидрофосфат калия. При
значении n(КОН)≤2 образуется только дигидрофосфат
калия. Используя данные выводы задачу можно решить
так:
1) определяем количество вещества (P2O5): n(Р2О5)
= 5,68г /142/моль = 0,04 моль 2) определяем массу (КOH): m (КOH) = 50,4г*0.2= 10,8г
3) определяем количество вещества (КOH):
n(КOH) = 10,8/56г/моль=0,18
моль 4) Определяем какие соли образуются: n(КOH): n(Р2О5)= 0,18: 0,04=
18:4=4,5:1 = образуется смесь
солей гидрофосфат и фосфат калия. 5)
Так как по условию задачи изначально щелочь в избытке, то в первую очередь
образуется средняя соль, которая затем частично превратится в
кислую. По
уравнению №1 рассчитываем n(К3PO4) : n(КOH): n(Р2О5)= 0,18: 0,04=
18:4=4,5:1 = КOH в
недостатке.
n(К3PO4) считаем по n(КOH):
n(К3PO4) : n(КOH)= 2:6 = 1:3; n(К3PO4)=1/3
n(КOH)=0,06 моль 6)
определяем количество вещества (P2О5), который не прореагировал. Для этого найдем
количество вещества прореагировавшего Р2О5 :
n(Р2О5)прореагировавшего =
1/6n(КOH)=0,18моль/6=0,03моль.
Тогда n(Р2О5)остатка =
0,04-0,03=0,01 моль 7) Избыток Р2О5 будет
взаимодействовать с образовавшимся К3PO4 по уравнению:
|
Р2О5 |
+ |
4 |
К3РО4 |
+ |
3 |
Н2О |
= |
6 |
К2НРО4 |
Определяем количество вещества К2НРО4.
Для этого определяем
избыток-недостаток n(К3PO4)
: n(Р2О5)= 4:1=0,06 : 0,01(6:1) = К3PO4 в избытке; К2НРО4 считаем
по Р2О5 n(К2НРО4)
: n(Р2О5)= 6 :1 ; n(К2НРО4)=6 n(Р2О5)=
0,06 моль ; m (К2НРО4)=0,06*174=10,44г
8) Определяем количество вещества К3РО4
оставшегося. Для этого определяем сколько К3РО4
прореагировало: n(К3PO4) : n(Р2О5)=
4:1; n(К3PO4) =4 n(Р2О5)= 0,01*4 = 0,04
моль; тогда n(К3PO4) оставшегося =0,06-0,04=0,02
моль; m (К3PO4) =0,02*212=4,24г 9) Определяем
массовые доли полученных солей. Для этого найдем массу полученного раствора: mполученного раствора = m(Р2О5) + m( растворКOH) = 5,68 + 50,4 =
56,08г 
(К3РО4)
= 4,24/56,08*100% = 7,56% ; (К2НРО4)
= 10,44/56,08*100% = 18,62%
Пример №3 Сероводород, выделившийся в результате взаимодействия 4,4г сульфида железа (II) с избытком соляной кислоты, пропустили через 31,7 г 10,1% раствора гидроксида натрия. Определите массовые доли солей в полученном растворе. Сначала записываю все реакции взаимодействия щелочи с сероводородом
|
|
NaOH |
+ |
H2S |
= |
NaHS |
+ |
|
Н2О |
|
|
1 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
NaOH |
+ |
H2S |
= |
Na2S |
+ |
2 |
Н2О |
|
|
2 |
: |
1 |
|
|
|
|
|
При отношении n (NaOH) : n (H2S) = 1:1 образуется только
гидросульфид (кислая соль); при отношении n (NaOH) : n (H2S) = 2:1 образуется только
сульфид (средняя соль). Если значение n (NaOH)≤ 1, образуется только
кислая соль. Если значение n (NaOH) дробное, т.е. лежит в границах 
(n ≠1,2), то образуется смесь
солей: гидросульфид и сульфид натрия. Если значение n (NaOH)≥ 2 – то образуется только средняя соль.
1) По реакции : FeS + 2HCL = FeCL2 + H2S находим
количество вещества H2S. Для
этого определяем n(FeS): n(FeS) =4,4:88= 0,15
моль по
уравнению реакции n (H2S) : n(FeS) = 1:1 =
n (H2S) = n(FeS) = 0,05
моль 2) Находим
количество вещества NaOH. Для этого определяем массу
NaOH:
m(NaOH) = 31,7*0,101=3,2г n (NaOH) = 3,2/ 40 = 0,08 моль 3)
Определяем через соотношения какие соли образуются: n (NaOH) : n (H2S) = 0,08 : 0,05 = 1,6:1 = образуется смесь солей: гидросульфид и сульфид
натрия. Т.к.
изначально щелочь в избытке, то в первую очередь образуется средняя соль:
|
2 |
NaOH |
+ |
H2S |
= |
Na2S |
+ |
2 |
Н2О |
Определяем
избыток - недостаток n (NaOH) : n (H2S) = 2:1 = 0,08 : 0,05 = H2S в избытке и n (Na2S) считаем по NaOH : n (Na2S) : n (NaOH) =1:2 = n (Na2S ) = ½ n (NaOH) = 0,04
моль 4) Определяем какое
количество вещества H2S не прореагировало. Для этого
находим, сколько H2S вступило в реакцию: n (H2S)=1/2 n (NaOH) = 0,04 моль. Тогда
n (H2S)остатка =
0,05-0,04 =0,01
моль
5) Остаток H2S реагирует с образовавшейся солью Na2S с образованием кислой
соли:
|
Na2S |
+ H2S |
= |
2 NaHS |
|
|
|
|
|
|
|
Определяем
избыток – недостаток для расчета NaHS : n (NaHS) : n (H2S) = 1:1 = 0,04 : 0,01 = Na2S в избытке. n (NaHS) считаем по H2S : n (NaHS) : n (H2S) = 2:1 = n (NaHS) = 2n (H2S) =0,02
моль
6)
Определяем количество вещества Na2S, оставшегося в растворе. Для
этого определяем n(Na2S), который вступил в реакцию : n (Na2S)прореагировавшего
= n (H2S) =0,01 моль n (Na2S)избыток =
0,04-0,01 = 0,03
моль
7) Определяем массу солей : m(Na2S)избыток =0,03*78 =2,34г; m(NaНS) =0,02*56 =
1,12г 8) Определяем массовые доли
солей в полученном растворе. Для этого определяем массу полученного раствора: m (раствора) = m(NaOH раствор) + m (H2S) m (H2S) = 0,05*34 =1,7г ; m (раствора) = 31,7+1,7 =
33,4г
(NaHS) = 1,12/33,4*100% =3,35%
;
=2,34/33,4*100% = 7%
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Теоретический материал для самостоятельной подготовки учеников к успешной сдачи Единого Государственного Экзамена по химии. Раздел "Гидролиз солей" используется в заданиях повышенного уровня сложности (задание №30), а также в высоком уровне сложности в вопросах мысленного эксперимента (задание №37), и решении задач (задание №39). Особые трудности вызывает гидролиз кислых солей. Для помощи в этих вопросах можно использовать данные рекомендации. Данное пособие содержит также краткое изложение основных вопросов материала гидролиза неорганических веществ, представленных в виде таблицы.
6 662 651 материал в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Караваева Марина Евгеньевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Мини-курс
3 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.