7

Классификация задач

Задачи на смеси

Задача 1

Вычислите относительную плотность по азоту смеси газов, состоящих из пентена и углекислого газа, если в этой смеси на три атома углерода приходится один атом кислорода.

Пусть х моль пентена и у моль углекислого газа.

Тогда (5х + у) - 3

2у - 1; 5х + у = 6у; 5х = 5у; х = у

Допустим, 1 моль пентена и 1 моль углекислого газа. М(C₅H₁₀) = 70 г/моль; М(СО₂) = 44 г/моль; 2 моль смеси - 114 г

1 моль смеси - М; М(смеси) = 57 г/моль Относительная плотность смеси по азоту 57 : 28 = 2, 04

Задача 2

18 г смеси оксида углерода (II) и оксида углерода (IV) занимает объём 11,2 л. Определите объём оксида углерода (II) после пропускания исходной смеси над раскалённым углем.

Пусть х моль угарного газа и у моль углекислого газа. Переведём объём смеси в количество вещества, что составит 0,5 моль.

Тогда получим, что х + у = 0,5

М(СО) = 28 г/моль; М(СО₂) = 44 г/моль; 28х + 44у = 18

х + у = 0,5

Решая систему уравнений получим, что у = 0,25 моль; х = 0,25 моль;

0,25 моль 0,5 моль

CO₂ + C = 2CO

1 моль 2 моль

После этой реакции угарного газа будет:

0,25 моль + 0,5 моль = 0,75 моль

Следовательно, объём угарного газа составит 0,75* 22,4 = 16,8 л

Задача 3

Для хлорирования смеси железа и меди массой 6г затрачен газообразный хлор объёмом 2,8л (н. у.). Определите массовые доли металлов в исходной смеси.

у моль 1,5у моль х моль х моль

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃ Cu +Cl₂ = CuCl₂

2 моль 3 моль 1 моль 1 моль

Пусть в реакции участвует х моль меди и у моль железа. Получим систему уравнений: 64 х +56 у = 6

х + 1,5 у = 0,125

Решая систему, получим, что х=у=0,5 моль; m(Fe) =2.8 г; m(Cu) =3.2 г.

Задача 4

Определите количественный состав смеси оксида железа (III ) и оксида меди (II ), если при восстановлении 32 г её водородом образовалось 9 г воды. Сколько грамм железа можно получить из этого количества смеси?

Уравнения протекающих реакций:

Fe₂O₃ + 3 H₂ = 2 Fe + 3 H₂O

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Введём переменные обозначения: пусть x моль Fe₂O₃ и y моль CuO.

Тогда по уравнению перейдём к количеству вещества воды: 3 x и y моль.

Составим уравнение для воды: v(H₂O) = 9 г : 18 г/моль = 0,5 моль 3 x + y = 0,5 моль

Рассчитаем молярные массы оксидов:

М(Fe₂O₃) = 160 г/моль; М(CuO) = 80 г/моль;

Составим уравнение для оксидов:

160 x + 80 y = 32

Решая систему уравнений получаем: 80 x = 8, x = 0,1 моль

Тогда найдём массу железа: m (Fe) = 0,2 моль * 56 г/моль = 11,2 г

Задание 5

0,39 г смеси алюминия и магния обработали 50 г 5% раствора соляной кислоты. При этом выделилось 448 мл газа. Каков состав смеси и состав раствора после реакции?

Составим уравнения реакций:

2x 3x 2x 3x

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

y 2y y y

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑

Пусть 2x моль алюминия, y моль магния, тогда составим уравнение для сплава 54x + 24y = 0,39

Рассчитаем количество вещества водорода 0,448 л: 22,4 л/моль = 0,02 моль.

Составим уравнение для выделившегося водорода:

3x + y = 0,02

Решаем систему уравнений и получаем, что

2x = 0,01моль Al, y = 0,005 моль Mg

Следовательно, m(Al) = 0,27 г, m(Mg) = 0,12 г

Найдём массовые доли металлов: ᾠ(Al) = 69, 2%, ᾠ(Mg) = 30,8%

Найдём массу выделившегося водорода: , m(H₂) = 0,04 г

Установим массу раствора после реакции:

m(раствора) = 50 г + 0,39 г - 0,04г = 50,35 г

По уравнению реакции образовалось 0,005 моль MgCl₂ , что составляет

0, 475 г MgCl₂ и 0,01 моль AlCl₃, что составляет 1, 335 г AlCl₃

Рассчитаем массу растворимого вещества соляной кислоты:

m(HCl) = 50 г * 0,05 = 2,5 г

при этом прореагировало

2* 0,005моль + 3* 0,01 моль = 0,04 моль, тогда масса оставшейся кислоты:

m(HCl) = 2,5 г - (0,04* 36,5) г= 1,04 г

Рассчитаем массовые доли веществ, оставшихся в растворе:

ᾠ(MgCl₂) = 0,475*100% : 50,35 = 0,94%

ᾠ(AlCl₃) = 13,35 г *100% : 50,35 = 2,65%

ᾠ(HCl) = 1,04 *100% :50,35 = 2,07%

Задачи на выведение формулы вещества

Задача 1

Неорганическое вещество состоит из трёх элементов, один из которых кислород, а два других - неизвестны (обозначим их Х и У). Известно, что массовая доля кислорода в этом соединении равна 0,653, а элемента Х - 0,031. Определите формулу вещества, зная, что атом элемента Х в 31 раз легче атома У, а атом элемента У в 1,93 раза тяжелее атома кислорода.

Переведём массовые доли элементов в проценты, найдем массовую долю элемента У. Она равна 31,6%.

Найдём относительную атомную массу элемента У, она равна 31, значит этот элемент фосфор.

Найдём элемент Х, который в 31 раз легче У. Установим элемент водород.

Учтём массовые доли элементов:

O H P

65, 3 : 16 3,1 : 1 31,6 : 31

Получим соотношения элементов 4 : 3 : 1

Выведем формулу H₃PO₄ - ортофосфорная кислота

Задача 2

При взаимодействии 3,42 г щелочного металла с водой образовалось 448 мл водорода (н. у.). Какой металл вступил в реакцию?

Уравнение протекающей реакции: 2 Me + 2 HOH = 2 MeOH + H₂↑

Переведём объём водорода в литры: 448 мл - 0,448 л

Найдём количество вещества водорода:

v(H₂) = 0,448 л : 22,4 л/моль = 0,02 моль

По уравнению реакции найдём количество вещества щелочного металла:

v(Ме) = 0, 04 моль

Установим молярную массу металла:

М(Ме) = m : v = 3,42 г: 0,04 моль = 85,5 г/моль

По таблице Менделеева установим щелочной металл.

Это рубидий - Rb.

M_r (Rb) = 85,5 г/моль

Задание 3

При действии брома на неизвестный углеводород выделено одно единственное галогенопроизводное, плотность паров которого в 5,207 раза больше плотности воздуха. Определите структурную формулу исследуемого углеводорода.

C_nH_2n+2 + Br₂ = C_nH_2n+1Br + HBr

Найдём молярную массу галогенпроизводного, она равна 151 г/моль.

Зная массу брома, найдём молярную массу радикала 151 - 80 = 71 г/моль.

14 n +1 = 71; 14n = 70; n = 5

Значит галогеналкан C₅H₁₁Br, а алкан C₅H₁₂

Так как образуется только одно галогенпроизводное, то алкан

2,2-диметилпропан CH₃

CH₃ - C - CH₃

CH₃

Задачи на растворы

Задание 1

Сколько миллилитров воды надо взять для растворения 27,8г железного купороса FeSO₄ * 7H₂O, чтобы приготовить 8% (по массе) раствор сульфата железа (II)?

Рассчитаем молярную массу кристаллогидрата, она равна 278 г/моль.

Найдем массовую долю сульфата железа (II) в железном купоросе -

(152 : 278) * 100% = 54,68%

Произведём расчет по квадрату Пирсона:

54,68% 8 весовых частей

8%

0% 46,68 весовых частей

Найдём массу воды: 27,8 г - 8 весовых частей

m(воды) - 46,68 весовых частей; m(воды) = 162,2 г

Масса воды равна объёму - 162,2 мл воды

Задание 2

Сколько г глауберовой соли Na₂SO₄ * 10 H₂O и воды нужно взять, чтобы получить 71 г 20% раствора сульфата натрия.

Рассчитаем массовую долю сульфата натрия в глауберовой соли:

ᾠ = 142 * 100% =44,1%

322

Для решения можно использовать квадрат Пирсона:

44,1% 5 весовых частей

20%

0% 6,025 весовых частей

Тогда весь полученный раствор составит 11,025 весовых частей, а глауберовой соли в нём 5 весовых частей. Масса глауберовой соли составит:

71 г - 11,025 весовых частей

m(соли) - 5 весовых частей, m(глауберовой соли) = 32,2 г

Рассчитаем массу воды m(H₂O) = 71 г - 32,2 г = 38,8 г

Задание 3

Некоторое количество металлического цинка полностью растворилось в концентрированной азотной кислоте. После осторожного выпаривания раствора и его высушивания масса полученного твёрдого вещества составила 41,8 г. Сухой остаток прокалили, а выделившийся газ собрали в газометр с водой объёмом 3,5 см³

а) Рассчитайте массу цинка, вступившего в реакцию.

б) Какие газы и в каком количестве содержатся в газометре.

в) Приведите все перечисленные уравнения реакций.

0,22 моль 0,22 моль

Zn +4HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

1 моль 1 моль

М(Zn(NO₃)₂) = 189 г/моль; v(Zn(NO₃)₂) = 0,22 моль

0,22 моль 0,44 моль 0,11 моль

2Zn(NO₃)₂ = 2ZnO + 4NO₂↑ + O₂↑

2 моль 4 моль 1 моль

Масса цинка, вступившего в реакцию равна соответственно 14,4 г.

Газы оксид азота (IV) и кислород находятся в мольном отношении 1:4

Эти газы вступают в реакцию с водой, образуя азотную кислоту:

0,194 моль 0,388 моль 0,097 моль

2H₂O + 4NO₂ + O₂ = 4HNO₃

2 моль 4 моль 1 моль

Переведём воду в моли, получим 0,194 моль, на реакцию с ней потребуется 0,388 моль оксида азота (IV) и 0,097 моль кислорода.

Останется оксид азота (IV) в количестве 0,44 - 0,388 = 0,0521 моль

и кислород в количестве 0,11 моль - 0,097 моль = 0,013 моль

При переводе в литры получим 1,16 л NO₂ и 0,29 л O₂

Задание 4

При обжиге 19,4 г сульфида двухвалентного металла израсходовалось 6,72 л кислорода ( при н. у.). Полученный газ окислен далее в присутствии катализатора, а продукт реакции растворён в воде. Сульфид, какого металла подвергся обжигу и сколько граммов 33,6% раствора гидроксида калия потребуется для полной нейтрализации образующейся кислоты?

х моль 0,3 моль 0,2 моль

2MeS + 3O₂ = 2MeO +2SO₂

2 моль 3 моль 2 моль

6,72 л кислорода составляют 0,3 моль, подставим моли в уравнение, получим 0,2 моль сульфида металла.

19,4 г - 0,2 моль

М - 1 моль М(MeS) = 97 г/моль

М(Ме) = 65 г/моль, металл цинк, сульфид цинка.

0,2 моль 0,2 моль

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

2 моль 2 моль

0,2 моль 0,2 моль

SO₃ +H₂O = H₂SO₄

1 моль 1 моль

0,2 моль 0,4 моль

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

1 моль 2 моль

Рассчитаем массу растворимого вещества гидроксида калия, она равна 22,4 г

Найдём массу раствора гидроксида калия 100 г раствора - 33,6 г р. в.

х г раствора - 22,4 г р. в.

Масса раствора равна 66,67 г, объём раствора - отношение массы раствора к его плотности ( если считать, что плотность равна единице), объём раствора равен 66,67 мл.

Литература для учителя:

1. Адамович, Т.П. Сборник олимпиадных задач по химии [Текст] / Адамович Т.П., Васильева Г.И., Мечковский С.А., Станишевский Л.С. - Минск: Народная асвета, 1980. - 111 с.

2. Будруджак, П. М.Задачи по химии [Текст]:Мир, 1989-343 с.

3. Ерохин, Ю.М. Сборник задач и упражнений по химии [Текст] : с дидактическим материалом: Учеб. пособие для сред. спец. заведений /Ерохин Ю.М., Фролов В.И. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 1998. - 304с.

4. Кузменко, Н.Е., Ерёмин В.В. 2500 задач с решениями для поступающих в вузы [Текст] : Учебное пособие./ Н.Е.Кузменко, В.В. Ерёмин - 3-е изд., стереотип. - М.: Экзамен, 2007. - 638.

5. Цитович, И.К. Методика решения расчётных задач по химии [Текст] : Книга для учителя / И.К.Цитович, П.И. Протасов - 4-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1983. - 127 с.

6. Хомченко, И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для нехимических

техникумов [Текст] /: Учебное пособие для нехимических техникумов / И. Г. Хомченко. - М. : Высшая школа, 1989. - 256 с.

7. Задачи всероссийских олимпиад по химии [Текст]: под общ. ред. В.В. Сухова. - М.: Экзамен, 2003. - 480 с.

Литература для учащихся:

1. Абкин, Г.Л. Задачи и упражнения по химии [Текст]/: Учебное пособие для вузов/ Г.Л. Абкин. - М. : Высш. школа, 1971. - 264 с.

2. Габриелян, О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях 8 - 9 классы [Текст] Пособие для учащихся, родителей, учителей / О.С. Габриелян. - М. : Дрофа, 2005. - 350 с.

   
   

3. Гаврусейко, Н.П. Проверочные работы по неорганической химии 8 класс [Текст]/: Книга для учителя / Н.П. Гаврусейко. - М.: Просвещение, 1992. - 64 с.

4. Савинкина, Е.В. Сборник задач и упражнений по химии [Текст]/: Учебно-методический комплект УМК / Е.В. Савинкина, Н.Д. Свердлова. - М.: Экзамен , 2006.- 192 с.

5. Суровцева, Р.П. Задания для самостоятельной работы по химии в 8классе [Текст]/: Методическое пособие / Р.П.Суровцева, С.В.Софронов. - М, «Просвещение», 1993. - 96 с.

6. Хомченко, И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы [Текст]/: Книга для преподавателей / И.Г. Хомченко. - М. Новая Волна, 2009. - 224 с.

7. Кузнецова, Н.Е. Задачник по химии 8 класс [Текст] / Н.Е. Кузнецова, А.Н. Лёвкин. - М. :Вентана-Граф, 2002. - 128 с.

8. Кузнецова, Н.Е. Задачник по химии 9 класс [Текст] / Н.Е. Кузнецова, А.Н. Лёвкин. - М. :Вентана-Граф, 2006. - 128 с.

9. Кузьменко, Н.Е. Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы [Текст] / Н.Е. Кузьменко, В.В. Ерёмин, В.А. Попков. - М.:Дрофа, 1999. - 544 с.

10. Радецкий, А.М. Дидактический материал по химии 8-9 [Текст] / А.М. Радецкий, В.П. Горшкова. - М.: Просвещение, 2000. - 78 с.