Уровневая дифференциация учащихся. Оригинальные задачи по химии.

        Битюкова В.В. учитель химии и биологии

        Акмолинская обл. Ерейментауский р-н . Акмырзинская СШ

                         Уровневая  дифференциация учащихся

Первая группа   Ученики с высшими учебными возможностями усваивают новый материал быстро, они свободно выпол няют упражнения, решают задачи. У этих учащихся проявляется высокая самостоятельность. Владея навыками самостоятельной работы лучше своих одноклассников, они могут свободно рабо- тать без постоянного надзора учителя. Эти учащиеся нуждаются в заданиях повышенной степени трудности.

Вторая группа   Ученики с высокими учебными возможностями имеют прочные знания. Они обладают несколько меньшим потенциалом, чем ученики первой группы, но усваивают материал почти на том же уровне. Эти учащиеся хорошо учатся, работают в быстром темпе. Однако нуждаются в некотором корректировании их деятельности, периодическом контроле за их учебными действиями. 

Третья группа    В третью группу входят учащиеся со средними учебными возможностями. Отдельные из них, обладая высокой обучаемостью, характеризуются низкой учебной работоспособностью. У них нет прилежания, высокой целеустремлен ности в учебной деятельности. Эти ученики нуждаются в том, чтобы их деятельность тщательно направлялась, осуществлялся оперативный контроль за их работой. В этой же группе ученики с типичными средними показателями в обучаемости. Эти учащиеся медленнее, чем их одноклассники из первой группы, усваивают понятия и всю систему знаний. В процессе учебной деятель ности они не всегда могут напряженно работать, тщательно выполняют задание учителя только некоторые из них. При организации учебной деятельности учащихся этой группы необходимо строго соблюдать постепенность перехода от простых к сложным. Причём им необходимо выполнить большее число стандартных упражнений, т.е. приобрести определенные навыки

Четвертая группа Четвёртая группа – ученики с низкими учебными возможностями. Они отличаются тем, что имеют низкий уровень обучаемости. Эти ученики без помощи учителя работать не могут, они не проявляют умственной самостоятельности, отличаются низким темпом усвоения знаний 

   Оригинальные задачи по химии

    Технология  уровневой дифференциации, строится с учетом содержания научного познания с опорой на классические образцы познания. На этой основе разрабатываются  оригинальные задачи и задачи повышенной трудности. Это приводит к углублению познания, расширению объема научной информации, ее более теоретическому (методологическому) структурированию, где дифференцированное обучение в его различных формах выступает наиболее ярко.

      Оригинальные задачи по химии можно использовать на школьных и районных олимпиадах . К задачам даны подробные решения и краткие комментарии. Выполнение данных задач, позволяет существенно поднять  уровень подготовки учащихся к олимпиадам, ЕНТ, поступлению в вуз.

    Задачи полезны учащимся  9-11 классов,  интересующимся химией и желающим в   дальнейшем получить профессиональную подготовку по специальности, так или иначе связанной с этой наукой.

Данные оригинальные задачи можно использовать для учащихся первой и второй группы.

Химия 9 - 10 класс

Важнейшие s-элементы и их соединения

Кальций

    «Коварная газировка»

    Юный химик Вася решил приготовить в школьной лаборатории известковую воду. Для этого он взял кусочек соответствующего металла и хотел провести его реакцию с водой, но как раз в это время в школе отключили воду. Недолго думая, Вася налил в химический стакан газированной питьевой воды «Бонаква» и опустил туда кусочек металла. Металл постепенно растворился с выделением газа, а в растворе образовались белые хлопья. Чтобы растворить их, Вася добавил еще газировки, но это не помогло. Тогда Вася профильтровал этот раствор. К его удивлению, полученная известковая вода не проявляла характерных для нее свойств.

1.   Что такое известковая вода и какой металл был взят? Сколько его было взято, если масса выпавшего осадка составила 1,50 г? Почему опыт
Васи закончился неудачей?

2.   Можно ли было, имея под рукой только газированную воду и стандартное оборудование школьной лаборатории, все-таки получить известковую воду? Предложите свой вариант.

Решение задачи:

1.   Известковая вода – это водный раствор гидроксида кальция, поэтому металлом, взятым для ее приготовления, мог быть только кальций.

Ca+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂↑

    Газированная вода представляет собой раствор углекислого газа в воде, в котором существует равновесие:

СО₂+Н₂О=Н₂СО₃

    Углекислый газ реагирует с известковой водой с образованием нерастворимого СаСО₃, на чем и основано  применение последней для обнаружения СО₂. Именно поэтому и завершился неудачей опыт Васи – весь гидроксид кальция прореагировал с углекислым газом (или с угольной кислотой).

СО₂+Ca(OH)₂=СаСО₃↓+Н₂О

    Поскольку осадка выпало 1,50 г, а молярная масса СаСО₃ равна 100г/моль, его количество вещества составляет 0,015 моль. Столько же вводилось в реакцию и кальция, т.е., его масса составляет 40*0,015=0,6 г.

2.   Получить известковую воду можно было, например, прокипятив перед реакцией газированную воду с помощью электроплитки или спиртовки. При повышении температуры растворимость углекислого газа (как и всех газов) падает, и он улетучивается.

Калий

    «Всеми мыслимыми способами»

    Предположите как можно больше различных способов получения сульфата калия. Каждый ваш способ должен давать возможность легко выделить целевой продукт в чистом виде и отличаться от других предложенных способов либо по тому, какие классы исходных веществ вступают в реакцию, либо по типу превращения и движущей силе процесса, либо по методу выделения продуктов. Реакции, аналогичные приведенным ранее, не засчитываются. При необходимости давайте пояснения.

Решение задачи:

2KOH+H₂SO₄=K₂SO₄+2H₂O;

2KOH+SO₃=K₂SO₄+H₂O;

KOH+KHSO₄=K₂SO₄+H₂O;

K₂O+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂O;

K₂O+SO₃=K₂SO₄;

K₂O+2KHSO₄=2K₂SO₄+H₂O;

2K+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂↑;

2K+2KHSO₄=2K₂SO₄+H₂↑ (сплавление);

K₂SO₃+H₂O₂=K₂SO₄+H₂O; (реакция быстрее идет в кислой среде, поэтому лучше добавить каплю H₂SO₄);

K₂СO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+СО₂↑+H₂O;

K₂СO₃+SO₃=K₂SO₄+СО₂↑ (сплавление);

2KNO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+2HNO₃↑ (отгонка HNO₃ при нагревании);

K₂СO₃+MgSO₄=K₂SO₄+MgСО₃↓

и т.д.

Важнейшие d-элементы и их соединения

Медь

    «Старинная монета»

    Найденную на раскопках медную монету массой 10,94 г, покрытую зеленоватым налетом, выдержали в 5-процентном растворе серной кислоты. При этом налет растворился, а пропускание выделившегося газа через раствор гидроксида бария привело к образованию 1,97 г осадка. Монету извлекли из раствора, промыли, высушили и взвесили (ее масса составила 8,73 г), а из раствора отогнали большую часть воды, охладили его и для полного осаждения соли добавили спирт. Выпало 4,99 г голубых кристаллов,  которые при прокаливании до 250°С обесцвечиваются и теряют 36,1% своей массы.

1.   Установите состав голубых кристаллов и «зелени» на монете. Атомную массу меди при решении примите  равной 63,5.

2.   Какова была масса монеты сразу после ее чеканки? Считать, что монета состояла из чистой меди, истиранием металла от употребления пренебречь.

Решение задачи:

1.   Медная монета, пролежавшая много лет в земле, подвергалась воздействию влаги, а также кислорода и углекислого газа атмосферы (другие химические воздействия маловероятны). Поэтому в состав зеленоватого налета могут входить оксиды, гидроксиды и карбонаты меди в различном сочетании. Его общую формулу можно представить как CuO*xH₂O*yCO₂.

    Газ, выделившийся при реакции c H₂SO₄, - это СО₂, что подтверждается выпадением осадка  при его пропускании через раствор Ва(ОН)₂:

Ва(ОН)₂+СО₂= ВаСО₃↓+H₂O

    По массе выпавшего осадка определяем:

п(ВаСО₃)=1,97 г:197 г/моль=0,01 моль

При реакции с H₂SO₄ выделилось такое же количество СО₂.

Голубые кристаллы, образующиеся при реакции налета с серной кислотой, представляют собой сульфат меди (ІІ). Поскольку при прокаливании он теряет часть массы, очевидно, содержит кристаллизационную воду. Масса безводного сульфата составляет 4,99*(1-0,361)=3,19 г, а его количество вещества равно        3,19 г:159,5 г/моль=0,02 моль. Воды же при прокаливании выделяется 1,80 г или 0,1 моль. Следовательно, на 1 моль CuSO₄ приходится 5 моль воды, и формула кристаллогидрата CuSO₄*5H₂O.

2.   Массу монеты после чеканки найдем, сложив массу нерастворившейся меди (8,73 г) с массой меди, вошедшей в состав налета: 8,73+0,02*63,5=10,0 г

  Медь

 « Медной горы  хозяйство»

(При решении молярную массу меди следует использовать с точностью до десятых)

Медь встречается в природе в виде минералов халькопирита CuFeS2, ковеллина  CuS,  халькозина  Cu2S, борнита  Cu5FeS4 , куприта  Cu2O,  малахита CuCO3 Cu(OH)2  и др. При получении меди на первой стадии обычно проводится обжиг медной руды на воздухе или в кислороде.

1.     Расположите названные минералы  в ряд по увеличению в них массовой доли меди, подтвердив этот ряд расчетами.

2.     Напишите уравнение реакции, протекающей при обжиге халькопирита.

3.     Сколько меди можно выплавить из 1 т борнита, содержащего 15% примесей, если выход составляет 80%?

   Решение задачи

1.     Массовая доля меди в минералах вычисляется по формуле и составляет: халькопирит – 34,6%, малахит – 57,5%; борнит – 63,3%; ковеллин – 66,5%; халькозин – 79,9%; куприт -88,8%.

2.      4CuFeS2 + 13O2 = 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2

3.     В состав 1 т  борнита входит 850 кг чистого Cu5FeS4.  Поскольку содержание меди в  этой руде составляет 63,3%, масса меди равна 850 кг  *  0,633 = 538 кг, или с учетом выхода 80% 538 кг* 0,8 =430 кг.

Железо

    Вариант 1

    «Пилите гири, Шура»

    (по мотивам романа И.Ильфа и Е.Петрова «Золотой теленок»)

    Для определения массы золота в гире, украденной у подпольного миллионера Корейко, Шура Богданов и Паниковский  отпилили от нее кусочек массой 3,00 г и попытались растворить его в концентрированной азотной кислоте. Металл не растворился, и похитители посчитали это доказательством того, что в нем действительно содержится золото. Для окончательного доказательства они поместили отпиленный кусочек в «царскую водку» (смесь концентрированных азотной и соляной кислот), в которой тот растворился. Для выделения золота образовавшийся раствор по совету Остапа Бендера они вылили в избыток раствора аммиака, а выпавший осадок прокалили и взвесили. Его масса составила 4,29 г. Несмотря на все старания, золота из него выделить не удалось.

1.   Из какого металла была сделана гиря? Подтвердите ответ расчетом.

2.   Почему этот металл не растворяется в концентрированной азотной кислоте?

3.   Точно такой же кусочек гири растворили в чистой соляной кислоте. Какой объем газа (н.у) при этом выделился?

Решение задачи:

1.   Металл гири, растворяясь в «царской водке», образует соль (скорее всего, хлорид), которая при действии водного раствора аммиака превращается в гидроксид, при прокаливании дающий оксид. Стехиометрическая схема превращения: 2Ме=Ме₂О_х, (х – валентность металла). Составим пропорцию:

      Из 2М г металла образуется (2М+16х) г оксида;

      Из 3,00 г металла образуется 4,29 г оксида.

               Отсюда М=18,6х и при х=3М=55,8 г/моль≈56 г/моль. Металл – железо. Уравнения реакций:

Fe+3HNO₃+3HCl=FeCl₃+3NO₂↑+3H₂O;

FeCl₃+3NH₃+3H₂O=Fe(OH)₃↓+3NH₄Cl;

2Fe(OH)₃=Fe₂O₃+3H₂O↑.

    Примечание: существует второе решение при х=5 (ниобий), которое также химически обосновано (если прокаливание велось на воздухе), однако гиря Корейко вряд ли была сделана из ниобия, будь он хоть трижды подпольный миллионер.

2.   Железо пассивируется  концентрированной HNO₃.

3.   Уравнение реакции Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑

    Количество вещества железа равно 3,00 г:56 г/моль=0,05357 моль, а объем водорода 0,05357 моль*22,4 л/моль=1,2 л.

Железо

    Вариант 2

    «Гвоздь с секретом»

    Ржавый гвоздь массой 10,00 г обработали избытком соляной кислоты с добавлением ингибитора, препятствующего реакции  кислоты с металлом. При этом масса гвоздя уменьшилась на 0,89 г. Образовавшийся раствор обработали избытком водного раствора гидроксида натрия, выпавший осадок отделили, прокалили на воздухе и взвесили. Его масса составила 0,80 г.

1.   Установите на основании этих данных состав ржавчины гвоздя, выразив его в виде формулы Fe₂O₃*nH₂O.

2.   Какое применение, по вашему мнению, мог бы найти ингибитор, упомянутый в условии задачи?

3.   Какой объем газа (н.у) выделился бы при полном растворении исходного гвоздя в избытке соляной кислоты (без ингибитора)?

Решение задачи:

1.   Протекали реакции:

Fe₂O₃*nH₂O+6HCl=2FeCl₃+(3+n)H₂O;

FeCl₃+3NaOH=Fe(OH)₃+3NaCl;

2Fe(OH)₃=Fe₂O₃+H₂O.

    Найдем состав ржавчины:

    Из 0,89 г ржавчины получается 0,80 г Fe₂O₃;

    Из (160+18п) г ржавчины получается 160 г Fe₂O₃,

Откуда п=1, и ржавчина имеет состав Fe₂O₃*H₂O.

2.   Такой ингибитор мог бы например, входить в состав кислотных композиций для очистки поверхности металла от ржавчины, поскольку реакция металла с кислотой в этом случае нежелательна.

3.   Уравнения реакций:

Fe₂O₃*H₂O+6HCl=2FeCl₃+4H₂O;

Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑;

2FeCl₃+2H=2FeCl₂+2НCl.

(водород в момент выделения находится в атомарном состоянии и способен восстанавливать соли железа (ІІІ)).

    Если бы часть водорода не поглощалась в последней реакции, то выделилось бы (10,00 г – 0,89 г):56г/моль*22,4 л/моль=3,644 л водорода. Однако на каждый моль Fe₂O₃*H₂O поглощается 1 моль водорода, поэтому поглотится 0,89 г:178 г/моль*22,4 л/моль=0,112 л водорода, и выделится 3,644л - 0,112 л=3,532 л≈3,53 л водорода.

Химия p-элементов

Вода

    «Все из ничего»

    У вас имеются в неограниченном количестве поваренная соль, вода, воздух, а также различная химическая посуда и оборудование. Получите из этого исходного сырья как можно больше различных веществ, не пользуясь никакими дополнительными реактивами. Где необходимо, укажите условия протекания реакций.

Решение задачи:

    Некоторые из возможных уравнений (формулы получаемых новых веществ подчеркнуты):

2NaCl=2Na+Cl₂ (электролиз расплава NaCl);

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂;

H₂+2Na=2NaH;

Na+O₂=Na₂O₂ (сжигание натрия в воздухе);

Na₂O₂+Na=Na₂O;

Na₂O₂+H₂O=H₂O₂+NaOH (осторожное разложение пероксида натрия водой со льдом);

Cl₂+2NaOH= NaOCl+NaCl+H₂O (на холоде);

Cl₂+6NaOH= NaClO₃+5NaCl+3H₂O (при нагревании раствора);

6Na+Na₂=2Na₃N (нагревание натрия в воздухе, предварительно освобожденном от кислорода, см. выше);

Na₃N+3H₂O=3NaOH+NH₃↑;

4NH₃+5O₂=6H₂O+4NO (сжигание аммиака в присутствии катализатора);

2NO+O₂=2NO₂;

4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃;

HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O;

NH₃+HNO₃=NH₄NO₃;

2NaNO₃=2NaNO₂+O₂ (термическое разложение нитрата натрия);

NH₄NO₃=N₂O+2H₂O (термическое разложение нитрата аммония);

NaOH+СО₂=Na₂СО₃ (пропускание больших количеств воздуха через раствор NaOH – в воздухе всегда содержится СО₂)

и т.д.

Азот и его соединения

    Вариант 1

    «Фейерверк»

    В состав одной из пиротехнических композиций, при поджигании которой образуется фонтан огненных брызг, входят следующие компоненты: нитрат калия – 24 г, древесный уголь – 4 г, сера – 4 г, мелкие железные опилки – 10 г.

1.   Может ли эта композиция гореть без доступа воздуха? Подтвердите ваш ответ расчетами.

2.   За счет чего, по вашему мнению, образуются огненные брызги?

3.   Какой цвет будет иметь пламя, образующееся при горении этой композиции?

4.   Предложите способ видоизменения состава этой смеси таким образом, чтобы получить композиции, дающие различную окраску пламени.

Решение задачи:

1.   Уравнения реакций:

4KNO₃+5C=2K₂CO₃+2N₂↑+3CO₂↑

(или, при недостатке окислителя 2KNO₃+5C=K₂O+N₂↑+5CO↑);

4KNO₃+5S=2K₂SO₃+2N₂↑+3SO₂↑;

8KNO₃+15Fe=4K₂O+4N₂↑+5Fe₃O₄.

  Количество вещества реагентов, присутствующих в смеси: п_С=0,333 моль; п_S=0,125 моль; п_Fe=0,179 моль; п_KNO3=0,238 моль. Для полного сгорания угля, серы и железа по уравнениям реакций требуется, как минимум, 0,329 моль KNO₃. Поэтому можно определенно сказать, что данная композиция без доступа воздуха гореть не может.

2.   Огненные брызги обусловлены раскаленными частичками оксида железа (ІІ, ІІІ), которые разбрасываются во все стороны продуктами сгорания (CO, CO₂, SO₂, N₂).

3.   Пламя будет иметь фиолетовый цвет за счет присутствия солей калия.

4.   Различную окраску пламени можно получить, заменяя в этой композиции соль калия на соли других металлов, окрашивающих пламя в разные цвета, (например: лития (малиновый), натрия (желтый), бария (желто-зеленый), кальция (кирпично-красный), бора или меди (зеленый)).

Азот и его соединения

    Вариант 2

    «Вроде бы концентрированная кислота»

    Для определения массовой доли основного вещества в продажной концентрированной азотной кислоте плотностью 1,400 г/мл пробу этой кислоты объемом 10,0 мл разбавили дистиллированной водой в мерной колбе до объема 100,0 мл.  На нейтрализацию 10,0 мл полученного раствора было затрачено 14,2 мл раствора КОН плотностью 1,05 г/мл с массовой долей гидроксида калия 5,6%. Определите массовую долю азотной кислоты в исходном образце.

Решение задачи:

    Уравнение реакции КОН+HNO₃=KNO₃+H₂O.

    Масса прореагировавшего гидроксида калия равна ωт(р-ра)=ωρV=0,056*1,05 г/мл*14,2 мл=0,835 г; отсюда п(КОН)=п(HNO₃)=0,0149 моль.

    Поскольку объем пробы азотной кислоты составляет 1/10 от общего объема раствора, общее количество вещества HNO₃ составляет 0,149 моль или 9,39 г. Такая масса кислоты содержится в 10 мл*1,400 г/мл=14,00 г раствора. Массовая доля равна 9,39 г/14,00 г=0,671, или 67,1%. Обычно продажная концентрированная азотная кислота содержит 65-70% основного вещества, поскольку более концентрированные растворы нестабильны и разлагаются с выделением оксидов азота.

Фосфор и его соединения

    «Явление бога Маниту»

    «Да, обложили нас краснокожие, - вздохнул командир форта капитан Стэнли. – И какая нелегкая их принесла? Сегодня мы еще отбились, но патроны кончаются. Завтра стрелять будет нечем, и тогда… черт побери, их раз в десять больше, чем нас!» Три ковбоя, сидевших у костра повернули головы в его сторону. «Ну, я свой скальп дешево не продам», - прорычал Малыш Томми, детина семи футов ростом. «И я», - поддакнул Тупица Фред. «Погодите, - вдруг заговорил молчавший до этого худенький Очкарик Билли, бывший студент Принстона. – Сдается мне, есть у нас один шанс… Скажите, капитан, а есть в вашем форте огородик?» «Ну да, - оторопев ответил капитан. – на поставки провианта лучше нынче особо не надеяться». «А чем вы его удобряете? Конским навозом и костной мукой, я думаю?» «Да, а чем же еще?» «Отлично. Еще мне понадобится старый котел и крышка от него. Котелком придется пожертвовать, каши потом уже в нем не сваришь, но это ведь лучше, чем если наши котелки останутся без скальпов, верно? А есть тут у вас ледник, капитан? Лед мне тоже будет нужен. А еще крышка от бочки, длинная жердь и… пожалуй, валторна.» Все, совершенно ошалевшие, следили за его манипуляциями. Билли смешал в котелке костную муку с песком и угольками от костра, прикрыл его крышкой и подвесил над огнем, положив на крышку бурдюк со льдом. «Вам лучше отойти, - сказал он,- это может быть опасно».

    …Индейский воин Ловкая Рысь неотрывно смотрел в сторону фронта бледнолицых. Вдруг над стеной в предрассветной тьме медленно поднялось горящее бледным огнем огромное лицо с устрашающим оскалом. Кошмарный вой огласил окрестности. «Маниту! Великий и грозный Маниту явился!» - завопил воин. «Маниту, Маниту!» - подхватили тысячи перепуганных голосов. Спустя десять минут у стен форта не осталось ни одного индейца.

    Три друга-ковбоя скакали по прерии. «Да, Билли… видно, теперь тебя придется называть Профессор Билли. Но что бы ты сделал, если бы у капитана не оказалось костной муки?» «Ну, Томми, это было бы потруднее, но думаю, я бы выкрутился…» Он что-то сказал друзьям, и они оба так захохотали, что чуть не выпали из седла. «Это правда?» «Честное профессорское», - невозмутимо отвечал Билли.

1.   Объясните трюк, с помощью которого Билли спас своих друзей. Можно ли было обойтись без песка и почему?

2.   Почему находиться вблизи котла было опасно?

3.   Чем Билли, скорее всего, заменил бы костную муку и почему смеялись ковбои?

Решение задачи:

1.   Костная мука содержит большое количество фосфата кальция. При ее сильном прокаливании с песком и углем образуется белый фосфор, который при высокой температуре улетучивается и оседает на охлаждаемой льдом крышке:

2Ca₃(PO₄)₂+10C+6SiO₂=6CaSiO₃+10CO+P₄↑.

    Белый фосфор светится в темноте за счет реакции окисления его паров (он обладает значительной летучестью):

Р₄+3О₂=Р₄О₆.

    (Реакция протекает сложным образом, получается смесь низших оксидов фосфора.) именно белым фосфором и было нарисовано лицо Маниту. Ужасные звуки Билли издавал, видимо, при помощи валторны.

    Обойтись без песка было нельзя – восстановлению подвергается не фосфат кальция, а оксид фосфора (V), вытесняемый в этой реакции оксидом кремния (последний нелетуч, а оксид фосфора обладает некоторой летучестью, благодаря чему и вытесняется из соли).

2.   Белый фосфор летуч и исключительно ядовит. Кроме того, его пары могут самовоспламеняться на воздухе. Второй продукт реакции – СО – также смертельно ядовит.

3.   Впервые фосфор был получен Х.Брандом в 1669 г. прокаливанием с углем и песком остатка, полученного от выпаривания мочи. По-видимому, этот вариант и описал Билли своим друзьям как возможную альтернативу. В этом случае индейцы, возможно, разбежались бы еще раньше – зловоние, распространяющееся при выпаривании мочи, не поддается описанию.

Углерод

    «Газ из угля»

    При пропускании водяного пара над раскаленным углем и конденсации непрореагировавшей воды образовалась газовая смесь, которая имела плотность 0,6964 г/л (н.у)

1.   Определите состав смеси в % по массе и объему.

2.   Какой объем кислорода потребуется для полного сжигания 1,00 л (н.у.) этой смеси и каков будет суммарный объем газообразных продуктов после приведения их к н.у.

Решение задачи:

1.   При пропускании водяного пара над раскаленным углем могли протекать реакции:

С+Н₂О=СО+Н₂; 

С+2Н₂О=СО₂+2Н₂.

    Таким образом, в конечной смеси могли присутствовать СО, СО₂, Н₂. Пусть на 1 моль смеси приходится х моль СО, у моль СО₂ и (по уравнениям реакций) (х+2у) моль Н₂. Средняя молярная масса смеси составляет 0,6964*22,4=15,60 г/моль. Имеем систему уравнений:

2х+3у=1;

28х+44у+2(х+2у)=15,6,

    Откуда х=0,2; у=0,2.

    Итак, в смеси содержится 20% СО, 20% СО₂, 60% Н₂ по объему. В массовых долях состав смеси следующий: 0,2*28/15,6=35,9% СО, 0,2*44/15,6=56,4% СО₂, 17,7% Н₂.

2.   Уравнения реакций:

2СО+О₂=2СО₂; 

2Н₂+О₂=2Н₂О.

    Поскольку на два объема как СО, так и Н₂ приходится по 1 объему кислорода, то его суммарный объем составляет

(0,2+0,6)*0,5=0,4 л.

    Газообразным после приведения смеси к н.у. останется только СО₂, объем которого равен объему введенного в реакцию СО, т.е. 0,2 л.

                                                  Литература

  Глинка Н.Л.  Общая химия. М. Интеграл-пресс, 2004г

  Кузьменко Н.Е. ЕреминВ.В. Сборник конкурсных задач по химии

                                                М. Экзамен, 2002г

  Окаев Е.Б. Сборник тестов и задач Минск Тетра Системс 2005г