Решение задач на тему "Растворы"

Проектная технология на уроках химии

Хисамиева Нурия Миннахметовна

учитель химии

высшей квалификационной

категории

МОУ СОШ села Манзарас.

Тема: Решение расчетных задач на тему «Растворы»

Цель: 1. Обобщение и систематизация знаний по теме «Способы выражения     концентрации растворов» на основе создания задачи повышенной сложности. Отработка алгоритмов решения и составления задач.

            2.Способствовать развитию творческого мышления.

            3.Способствовать формированию научного мировоззрения.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний.

Вид урока: система самостоятельных работ.

Ход урока.

1.      Организация внимания.

2.      Актуализация знаний.

- Что такое растворы?

(гомогенная (однофазная) система, состоящая из двух или более компонентов

- Растворимость это …

(способность вещества растворяться в воде или другом растворителе)

- Коэффициент растворимость определяется формулой …

                                          m (раств. в-ва)

(S^t (раств. вещество) =                                    ∙ 100 г

                                                  m(р-ля)

- Что вы понимаете под понятием «концентрация раствора»?

(Это количество вещества или масса растворенного вещества, содержащегося в определенном объеме или массе раствора (растворителя)

- Какие способы выражения состава раствора вы знаете?

(массовая доля растворенного вещества, молярная концентрация, нормальная концентрация и моляльная концентрация)

- по каким формулам определяются перечисленные способы выражения состава раствора?

а ) массовая доля растворенного вещества?

                            m(раств.в-ва)

w(раств.в-ва) =                                (в долях единицы);

                               m(р-ра)

                           m(раств.в-ва)

w(раств.в-ва) =                                ∙100%(в процентах);

                               m(р-ра)

Массу раствора можно выразить через его объем и плотность:

m(р-ра)=V(р-ра)∙p(р-ра);

                           m(раств.в-ва)

w(раств.в-ва) =                                                         

                          V(р-ра)∙p(р-ра);

                           m(раств.в-ва)

w(раств.в-ва) =                               ∙100%;

                           V(р-ра)∙p(р-ра);

б ) молярная концентрация , единица его измерения.

                            V (раств.в-ва)

с(раств.в-ва) =                                                         

                            V(р-ра)

                                          m(раств.в-ва)

Так как v(раств.в-ва)=                                 ,то

                                        M(раств.в-ва)

                                  m(раств.в-ва)

с(раств.в-ва) =                                                         

                           M(раств.в-ва)  ∙V(р-ра)

в ) моляльная концентрация

                            V(раств.в-ва)

с(раств.в-ва) =                                                         

                               m(р-ля)

г) нормальная концентрация

  Молярная масса эквивалента вещества М_экв – это масса 1 моль эквивалента этого вещества, выражается в г\моль.

  Молярная масса эквивалента кислоты равна частному от деления ее молярной массы на основность кислоты:

                                М (кислоты)

М_экв(кислоты) =                                     .

                              основность кислоты

Молярная масса эквивалента основания равна частному от деления его молярной массы на кислотность основания:

                                     М (основания)

М_экв(основания) =                                     .     .

                                  кислотность основания

Молярная масса эквивалента соли равна частному от деления ее молярной массы на произведение числа ионов металла и его степени окисления:

                                                       М (соли)

М_экв(соли) =                                         

                      число ионов металла ∙ степень окисления

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация) растворенного вещества X(С_экв(Х) – это отношение количества вещества эквивалента в растворе (v_экв( v), моль) к объему раствора (V, л):

               V_экв(Х)

 С_экв(х)=              (моль\л)

                  V

Или С_экв(Х) – число моль экливалента, растворенного вещества Х, содержащееся в 1 л раствора.

                             m(X)

Так как v_экв(х) =               , то

                            M_экв(Х)

                      m(X)

С_экв(Х) =

                M_экв(Х) ∙ V

- какая формула отражает правило смешения растворов ( Правило креста?)

CO₁

CO₂

W_{1----------- ------}    (W_cм- W₂)

 

         W_cм                                   массовые части

 

W₂ ----------   (W₁- W_cм)

1)      Анализ творческих проектов (домашнего задания)

Вы должны были придумать простейшие задачи на использование любого из приведенных формул. Поменяемся задачами, решаем их, даем на проверку, составляем задач, которые оценят вашу работу.

     ( Шесть учеников  работают у доски.)

Примеры задач составленных учащимися:

1 зад.

  Какую массу раствора с массовой долей серной кислоты 40 % надо прибавить к 400 г воды для получения с массовой долей 15 %?

2зад.

  В растворе объемом 300 мл. содержится хлорид кальция массой 11,1 г .Определите молярную и нормальную концентрации этого раствора.

2)      Содержание комбинированной задачи.

- Многие из вас очень неплохо справились творческими проектами, большинства из вас работы партнеров оценили на «5».

Я согласна с вами. Значит каждый из вас сталкиваясь задачами с участием растворов не растеряется.

  Тем не менее анализируя результаты пробных ЕГЭ показывают обратное. Задание С-4 , в котором задействованы растворы вызывает затруднения как у учащихся иногда и у учителей.

   Тут дело не в знаниях. Скорее всего причина психологического плана.

   Дело в том, что готовясь к ЕГЭ мы разбираем задания с подачи их составителей. При этом несомненно приобретаем определенные умения и навыки, учимся алгоритмизировать свои действия  во избежание ошибок;

  Науке известны 2 способа распознавания: анализ и синтез. Нами упускается второй способ распознавания – синтез.

  Давайте сегодня мы с вами займемся синтезом новой задачи, войдем в роль составителей задания ЕГЭ.

  Основные требование: задача должна быть довольно сложной (задействовать как можно больше формул по теме «Концентрация растворов»), но решаемой, привлекательной по содержанию.

   Приступаем к проектированию задачи.

1 ое прдложение:

если я захочу, чтоб моя задача была привлекательна по сложности конечно же я выберу правило смешения растворов, и  пусть формула креста будет стержнем этой задачи

                      СО₁                                 W_см – W₁          n₁

                                     СО_см

                      СО₂                       W₁ - CO_cм       n₂

2 ое предложение:

решение задачи по правилу смешения растворов, несомненно привлекателен, но прост, я предлагаю внести дополнения: массовые доли растворенных веществ не должны даваться в готовом виде, а должен быть переход к ним от молярной и нормальной концентрации; например так:

                      С                        W₁              

                      С_экв                              W₂

Например переход от С                         W₁  :

1 шаг: Смешали 1 л раствора серной кислоты 5м концентрации …

Учитель: значит переходим из молярной концентрации к массовой доли растворенного вещества. Работаем формулами.

        m_рв

W =                                   m = V∙ p

         m_р

       m_рв                                                          C∙ M∙V_(Л)

C =                                    W =

      M ∙ V_p                                                     V_(мл) ∙ p

  Известна ли нам плотность раствора? Нет .

3 е предложение:

допустим, что плотность этого раствора равна 1,4 г\мл и 1 шаг в проекте будет таким: смешали 1 л раствора серной кислоты 5м концентрации (p = 1,4 г\мл) ...

И решаем ее:

                                      5 моль\л 98г\моль 1л

V = 1л                W₁ =                               

p = 1,4 г\см                   1000 мл ∙ 1,4 г\мл

C₁=5м

                                

W₁ - ?

            Продолжаем усложнять задачу.

 4ое предложение:

преследуя предложении 2 переход С_экв               СО₂ предлагаю

2 шаг: … и 1л 8н раствора серной кислоты плотностью 1,2 г\мл

Решаем этот «шаг»

С_экв = 8н                    C_экв ∙ М_экв∙ V_(A)                 

p = 1,2 г\мл      W₂ =

V₂ = 1л                      V_(мл) ∙ p

                                                     98 г\моль

W₂ -?                 М_экв (H₂SO₄) =                  = 49 г\моль

                                                          2

                                       8∙ 49 ∙1

                           W₂ =                     = 0,2 или 20 %

                                     1000 ∙ 1,2

5 ое предложение:

чтоб до конца задействовать правило смешения растворов я предлагаю следующий шаг проекта:

3 шаг: при этом получили смесь 25% ной концентрации. Определите массы исходных растворов использованных для получения смеси массой 300 г. Решение будет таким:

     35                    5             1                   m_p1 = 100г

                25                                300 г 

 

     35                   10            2                   m_p2 = 200г

6 ое прдложение:

если задача претендует на сложность, завершить его на проделанном нельзя. Предлагаю следующий шаг.

4 шаг:  Определите растворимость серной кислоты в данной пробе.

        m_pв

S^t =        ∙100          m_pв = 300г ∙0,25 = 75г

        m_p-ль                m_p-ль = 300-75 = 225г

        75г

S^t =         ∙ 100 = 33г.

       225 г    

7 ое предложение:

На мой взгляд задачи без участия химических реакций не столь интересны для решения. Поэтому предлагаю следующий шаг.

5 шаг: Определите массовую долю полученной соли, если в эту пробу раствора опустили 4,8г магния.

Решение:

H₂SO₄ + Mg = MgSO₄ + H₂

                    4,8г

V(Mg) =                    = 0,2 моль

              24 г\моль

                           75г

V(H₂SO₄) =                      = 0,77 моль

                     98 г\моль

H₂SO₄ в избытке

V(Mg) = V(MgSO₄) = V(H₂) = 0,2 моль

m(MgSO₄) = 0,2 моль ∙120 г\моль=24г

m(H₂) = 0,2моль ∙2г\моль = 0,4 г

                         m(MgSO₄)                            24              

W(MgSO₄) =                                     =                                =  0,0788

                        m_p+ m(Mg) – m(H₂)    300 + 4,8 – 0,4

  Таким образом проектирование задачи завершена … ли?

8 ое предложение:

предлагаю полный текст задачи:

Смешали 1л растворов серной кислоты концентрацией 5м (p =1,4г\мл) и концентрацией 8н  (p =1,2г\мл) и получили  новый раствор с массовой долей 25%

1)      Определите массы исходных растворов использованных для получения 300 г нового раствора.Каковы растворимость серной кислоты в новом растворе

2)      Определите массовую долю полученной соли, растворение в нем 4,8 магниевой стружки.

9 ое предложение:

По моему мнению предложение включения в проект задание о растворимости лишнее. Предлагаю задачу сформировать следующим образом:

Смешали по 1л растворов серной кислоты концентрациями 5м (p=1,4 г\мл) и 8н (p=1,2 г\мл) получили 25% ный раствор.

  Определите массы исходных растворов необходимых для приготовления 300 г такого раствора. Вычислите массовую долю соли образавшейся после добавления этому раствору 4,8г магниевых стружек.

  Принимаем?

  Проект удалась общими усилиями.

  Домашнее задание:

Творческий проект. Составить задачу задания С-4 , прорешать.