Сложные реакции в химии егэ. IV

Слайд 10

Дихромат и хромат как окислители.

Слайд 11

Повышение степеней окисления хрома

Слайд 12

Азотная кислота с металлами.- не выделяется водород, образуются продукты восстановления азота

Слайд 13

Диспропорционирование

Реакции диспропорционирования- это реакции, в которых один и тот же элемент является и окислителем, и восстановителем, одновременно и повышая, и понижая свою степень окисления:

Слайд 14

Серная кислота с металлами

Разбавленная серная кислота реагирует как обычная минеральная кислота с металлами левее Н в ряду напряжений, при этом выделяется водород;- при реакции с металлами концентрированной серной кислоты не выделяется водород, образуются продукты восстановления серы.

Слайд 15

Диспропорционирование оксида азота (IV) и солей.

Слайд 16

С 2. Взаимосвязь различных классов неорганических веществ

Изменения в КИМ 2012 года

Слайд 17

Задание С2 предложено в двух форматах. В одних вариантах КИМ оно будет предложено в прежнем формате а в других в новом, когда условие задания представляет собой описание конкретного химического эксперимента, ход которого экзаменуемый должен будет отразить посредством уравнений соответствующих реакций.

Слайд 18

С2.1. (прежний формат) – 4 балла. Даны вещества: оксид азота (IV), медь, раствор гидроксида калия и концентрированная серная кислота. Напишите уравнения четырехвозможных реакций между всеми предложенными веществами, не повторяя пары реагентов.

С2.2.(В новом формате) – 4 балла. Соль, полученную при растворении железа в горячей концентрированной серной кислоте, обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения описанных реакций.

Слайд 19

1 или 2 реакции обычно «лежат на поверхности», демонстрируя либо кислотные, либо основные свойства вещества В наборе из четырех веществ, как правило, встречаются типичные окислители и восстановители. В этом случае как минимум одна представляют собой ОВР Для написания реакций между окислителем и восстановителем необходимо: 1. предположить, до какого возможного значения повысится степень окисления атома-восстановителя и в каком продукте реакции он будет ее проявлять; 2. предположить, до какого возможного значения понизится степень окисления атома-окислителя и в каком продукте реакции он будет ее проявлять. Обязательный минимум знаний

Слайд 20

Типичные окислители и восстановители в порядке ослабления окислительных и восстановительных свойств

Слайд 21

Даны четыре вещества: оксид азота (IV), иодоводород, раствор гидроксида калия, кислород. 1. кислота + щёлочь а) есть 2 окислителя: NО2иО2 б) восстановитель: НI 2. 4HI + О2 = 2I2 + 2Н2О 3. NО2 + 2HI = NO + I2 + Н2О Диспропорционирование в растворах щёлочи 4.2NО2 + 2NaOH = NaNО2 + NaNО3 + Н2О

Слайд 22

С 3. Генетическая связь между основными классами органических веществ

Слайд 23

Общие свойства классов органических веществ Общие способы получения органических веществ Специфические свойства некоторых конкретных веществ Обязательный минимум знаний

Слайд 24

Большинство превращений Углеводородов в кислородсодержащие соединения происходит через галогенпроизводные при последующем действии на них щелочей Взаимопревращения углеводородов и кислородсодержащих органических веществ

Слайд 25

Основные превращения бензола и его производных

Обратите внимание, что у бензойной кислоты и нитробензола реакции замещения идут в мета-положениях, а у большинства других производных бензола – в орто и пара-положениях.

Слайд 26

Получение азотсодержащих органических веществ

Слайд 27

Взаимопревращения азотсодержащих соединений

Необходимо помнить, что взаимодействие аминов с галогеналканами происходит с увеличением числа радикалов у атома азота. Так можно из превичных аминов получать соли вторичных, а затем из них получать вторичные амины.

Слайд 28

Окислительно-восстановительные свойства кислородсодержащих соединений

Окислителями спиртов чаще всего являются оксид меди (II) или перманганат калия, а окислителями альдегидов и кетонов - гидроксид меди (II), аммиачный раствор оксида серебра и другие окислители Восстановителем является водород

Слайд 29

Получение производных карбоновых кислот

Сектор 1 – химические реакции с разрывом связей О-Н (получение солей) Сектор 2 – химические реакции с заменой гидроксогруппы на галоген, аминогруппу или получение ангидридов Сектор 3 – получение нитрилов

Слайд 30

Генетическая связь между производными карбоновых кислот

Слайд 31

Типичные ошибки при выполнении задания СЗ: незнание условий протекания химических реакций, генетической связи классов органических соединений; незнание механизмов, сущности и условий реакций с участием органических веществ, свойств и формул органических соединений; неумение предсказать свойства органического соединения на основе представлений о взаимном влиянии атомов в молекуле; незнание окислительно-восстановительных реакций (например, с перманганатом калия).

Слайд 32

С 4. Расчёты по уравнениям реакций

Слайд 33

Классификация задач

Слайд 34

Расчёты по уравнениям реакций. Газ, выделившийся при взаимодействии 110 мл 18 % -ного раствора HCl (ρ = 1,1 г/мл) и 50 г 1,56 % - ного раствора Na2S пропустили через 64 г 10,5% - ного раствора нитрата свинца. Определите массу соли, выпавшей в осадок.

Слайд 35

II. Задачи на смеси веществ На нейтрализацию 7,6 г смеси муравьиной и уксусной кислот израсходовано 35 мл 20%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,20 г/мл). рассчитайте массу уксусной кислоты и её массовую долю в исходной смеси кислот.

Слайд 36

III. Определение состава продукта реакции (задачи на «тип соли») Аммиак объёмом 4,48 л (н.у) пропустили через 200 г 4,9%-ного раствора ортофосфорной кислоты. Назовите соль, образующуюся в результате реакции, и определите её массу.

Слайд 37

IV. Нахождение массовой доли одного из продуктов реакции в растворе по уравнению материального баланса Оксид, образовавшийся при сжигании 18,6 г фосфора в 44,8 л (н.у.) кислорода, растворили в 100 мл дистиллированной воды. Рассчитайте массовую долю ортофосфорной кислоты в полученном растворе.

Слайд 38

Нахождение массы одного из исходных веществ по уравнению материального баланса Какую массу гидрида лития нужно растворить в 200 мл воды, чтобы получить раствор с массовой долей гидроксида 10%? Какой цвет приобретёт метилоранж при добавлении его в полученный раствор? Запишите уравнение реакции и результаты промежуточных вычислений.

МуниципальноЕ БЮДЖЕТНОЕ общеобразовательнОЕ учреждениЕ

«Средняя общеобразовательная школа № 37

с углублённым изучением отдельных предметов»

г. Выборг, Ленинградская область

«Решение расчётных задач повышенного уровня сложности»

(материалы по подготовке К ЕГЭ)

учитель химии

Подкладова Любовь Михайловна

2015 г.

Статистика проведения ЕГЭ свидетельствует, что примерно половина школьников справляется с половиной заданий. Анализируя итоги проверки результатов ЕГЭ по химии обучающихся нашей школы, я пришла к выводу, что необходимо усилить работу по решению расчётных задач, поэтому выбрала методическую тему «Решение задач повышенной сложности».

Задачи - особый вид заданий, требующий от обучающихся применения знаний в составлении уравнений реакций, иногда нескольких, составления логической цепочки в проведении расчётов. В результате решения из определенного набора исходных данных должны быть получены новые факты, сведения, значения величин. Если алгоритм выполнения задания заранее известен, оно превращается из задачи в упражнение, цель которых – превращение умений в навыки, доведение их до автоматизма. Поэтому на первых занятиях по подготовке обучающихся к ЕГЭ напоминаю о величинах и единицах их измерения.

Величина

Обозначение

Единицы измерения

в разных системах

г, мг, кг, т, …*(1г = 10 -3 кг)

л, мл, см 3 , м 3 , …

*(1мл = 1см 3 , 1 м 3 = 1000л)

Плотность

г/ мл, кг/ л, г/ л,…

Относительная атомная масса

Относительная молекулярная масса

Молярная масса

г/ моль, …

Молярный объём

V m или V M

л/моль, …(при н.у. – 22,4 л/моль)

Количество вещества

моль, кмоль, млмоль

Относительная плотность одного газа по другому

Массовая доля вещества в смеси или растворе

Объёмная доля вещества в смеси или растворе

Молярная концентрация

моль/ л

Выход продукта от теоретически возможного

Постоянная Авогадро

N A

6,02 10 23 моль -1

Температура

t 0 или

по шкале Цельсия

по шкале Кельвина

Давление

Па, кПа, атм., мм. рт. ст.

Универсальная газовая постоянная

8,31 Дж/моль∙ К

Нормальные условия

t 0 = 0 0 C или Т = 273К

Р = 101,3 кПа = 1атм = 760 мм. рт. ст.

Затем предлагаю алгоритм решения задач, который использую на протяжении нескольких лет в своей работе.

«Алгоритм решения расчётных задач».

V (р-ра) V (р-ра)

↓ρ ∙ V m / ρ

m (р-ра) m (р-ра)

↓m ∙ ω m / ω

m (в-ва) m (в-ва)

↓ m / M M ∙ n

n 1 (в-ва) -- по ур. р-ции. → n 2 (в-ва) →

V (газа) / V M ↓ n ∙ V M

V 1 (газа) V 2 (газа )

Формулы, используемые для решения задач.

n = m / M n (газа) = V (газа) / V M n = N / N A

ρ = m / V

D = M 1(газа) / M 2(газа)

D (H 2 ) = M (газа) / 2 D (возд.) = M ( газа) / 29

(М (Н 2 ) = 2 г/моль; М (возд.) = 29 г/моль)

ω = m (в-ва) / m (смеси или р-ра)  = V (в-ва) / V (смеси или р-ра)

 = m (практ.) / m (теор.)  = n (практ.) / n (теор.)  = V (практ.) / V (теор.)

С = n / V

М (смеси газов) = V 1 (газа) ∙ M 1(газа) + V 2 (газа) ∙ M 2(газа) / V (смеси газов)

Уравнение Менделеева – Клапейрона:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Для сдачи ЕГЭ, где типы заданий достаточно стандартны (№24, 25, 26), обучающемуся нужно прежде всего показать знание стандартных алгоритмов вычислений, и только в задании №39 ему может встретиться задание с неопределенным для него алгоритмом.

Классификация химических задач повышенной сложности затруднена тем, что большинство из них – задачи комбинированные. Я разделила расчетные задачи на две группы.

1.Задачи без использования уравнений реакций. Описывается некоторое состояние вещества или сложной системы. Зная одни характеристики этого состояния, надо найти другие. Примером могут служить задачи:

1.1 Расчеты по формуле вещества, характеристикам порции вещества

1.2 Расчеты по характеристикам состава смеси, раствора.

Задачи встречаются в ЕГЭ - № 24. Для обучающихся решение таких задач не вызывает затруднений.

2. Задачи с использованием одного или нескольких уравнений реакций. Для их решения кроме характеристик веществ надо использовать и характеристики процессов. В задачах этой группы можно выделить следующие типы задач повышенной сложности:

2.1 Образование растворов.

1) Какую массу оксида натрия необходимо растворить в 33,8 мл воды, чтобы получить 4%-ный раствор гидроксида натрия.

Найти:

m (Na 2 O )

Дано:

V (H 2 O ) = 33.8 мл

ω (NaOH ) = 4%

ρ (H 2 O ) = 1 г/мл

М (NaOH ) = 40 г/моль

m (H 2 O) = 33.8 г

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH

1 моль 2моль

Пусть масса Na 2 O = x .

n (Na 2 O) = x/62

n (NaOH) = x/31

m (NaOH ) = 40x /31

m (р-ра) = 33.8 + x

0,04 = 40x /31∙ (33.8 + x )

x = 1,08, m (Na 2 O ) = 1,08 г

Ответ: m (Na 2 O ) = 1,08 г

2) К 200 мл раствора гидроксида натрия (ρ = 1,2 г/мл) с массовой долей щёлочи 20% добавили металлический натрий массой 69 г.

Какова массовая доля вещества в образовавшемся растворе?

Найти:

ω 2 (NaOH )

Дано:

V (NaO Н) р-ра = 200 мл

ρ (р-ра) = 1,2 г/мл

ω 1 (NaOH ) = 20%

m (Na ) = 69 г

М (Na ) =23 г/моль

Металлический натрий взаимодействует с водой в растворе щёлочи.

2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2

1 моль 2моль

m 1 (р-ра) = 200 ∙ 1,2 = 240 (г)

m 1 (NaOH ) в-ва = 240 ∙ 0,2 = 48 (г)

n (Na ) = 69/23 = 3 (моль)

n 2 (NaOH ) = 3 (моль)

m 2 (NaOH ) = 3 ∙ 40 = 120 (г)

m общ. (NaOH ) =120 + 48 = 168 (г)

n (Н 2) = 1,5 моль

m (H 2) = 3 г

m (р-ра после р-ции) = 240 + 69 – 3 = 306 (г)

ω 2 (NaOH ) = 168 / 306 = 0,55 (55%)

Ответ: ω 2 (NaOH ) = 55%

3) Какую массу оксида селена(VI ) следует добавить к 100 г 15%-ного раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое?

Найти:

m (SeO 3)

Дано:

m 1 (H 2 SeO 4) р-ра = 100 г

ω 1 (H 2 SeO 4) = 15%

ω 2 (H 2 SeO 4) = 30%

М (SeO 3) =127 г/моль

М (H 2 SeO 4) =145 г/моль

m 1 (H 2 SeO 4 ) = 15 г

SeO 3 + H 2 O = H 2 SeO 4

1 моль 1моль

Пусть m (SeO 3) = x

n (SeO 3 ) = x/127 = 0.0079x

n 2 (H 2 SeO 4 ) = 0.0079x

m 2 (H 2 SeO 4 ) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x

m общ . (H 2 SeO 4 ) = 1.1455x + 15

m 2 (р-ра) = 100 + х

ω (NaOH ) = m (NaOH ) / m (р-ра)

0,3 = (1.1455x + 1) /100 + x

x = 17,8, m (SeO 3 ) = 17,8 г

Ответ: m (SeO 3) = 17,8 г

2.2 Расчет по уравнениям реакций, когда одно из веществ находится в избытке/

1) К раствору, содержащему 9,84 г нитрата кальция, прибавили раствор, содержащий 9,84 г ортофосфата натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали, а фильтрат выпарили. Определите массы продуктов реакции и состав сухого остатка в массовых долях после выпаривания фильтрата, если считать, что образуются безводные соли.

Найти:

ω (NaNO 3)

ω (Na 3 PO 4)

Дано:

m (Сa (NO 3) 2)= 9,84 г

m (Na 3 PO 4)= 9,84 г

М (Na 3 PO 4) = 164 г/моль

М (Сa (NO 3) 2)=164 г/моль

М (NaNO 3) =85 г/моль

М (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 г/моль

2Na 3 PO 4 + 3 Сa(NO 3 ) 2 = 6NaNO 3 + Ca 3 (PO 4 ) 2 ↓

2 моль 3 моль 6 моль 1 моль

n (Сa(NO 3 ) 2 ) общ . = n (Na 3 PO 4 ) общ . = 9,84/164 =

Сa (NO 3) 2 0,06/3 < 0,06/2 Na 3 PO 4

Na 3 PO 4 взято в избытке,

расчёты проводим по n (Сa (NO 3) 2).

n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,02 моль

m (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 ∙ 0,02 = 6,2 (г)

n (NaNO 3) = 0,12 моль

m (NaNO 3) = 85 ∙ 0,12 = 10,2 (г)

В состав фильтрата входит раствор NaNO 3 и

раствор избытка Na 3 PO 4.

n прореаг. (Na 3 PO 4) =0,04 моль

n ост. (Na 3 PO 4) = 0,06 - 0,04 = 0,02(моль)

m ост. (Na 3 PO 4) = 164 ∙ 0,02 = 3,28 (г)

Сухой остаток содержит смесь солей NaNO 3 и Na 3 PO 4.

m (сух.ост.) = 3,28 + 10,2 = 13,48 (г)

ω (NaNO 3) = 10,2 / 13,48 = 0,76 (76%)

ω (Na 3 PO 4) = 24%

Ответ: ω (NaNO 3) = 76%, ω (Na 3 PO 4) = 24%

2) Сколько литров хлора выделится, если к 200 мл 35% - ной соляной кислоты

(ρ =1,17 г/мл) добавить при нагревании 26,1 г оксида марганца (IV ) ? Сколько г гидроксида натрия в холодном растворе прореагирует с этим количеством хлора?

Найти:

V (Cl 2)

m (NaO Н)

Дано:

m (MnO 2) = 26,1 г

ρ (HCl р-ра) = 1,17 г/мл

ω (HCl ) = 35%

V (HCl ) р-ра) = 200 мл.

М (MnO 2) =87 г/моль

М (HCl ) =36,5 г/моль

М (NaOH ) = 40 г/моль

V (Cl 2) = 6,72 (л)

m (NaOH ) = 24 (г)

MnO 2 + 4 HCl = MnCl 2 +Cl 2 + 2 H 2 O

1 моль 4моль 1 моль

2 NaO Н + Cl 2 = Na Cl+ Na ClO + H 2 O

2 моль 1 моль

n (MnO 2) =26.1 /87 = 0,3(моль)

m р-ра (НCl ) = 200 ∙ 1,17 = 234 (г)

m общ. (НCl ) = 234 ∙ 0,35 = 81,9 (г)

n (НCl ) = 81,9 /36,5 = 2,24(моль)

0,3 < 2.24 /4

НCl - в избытке, расчёты по n (MnO 2)

n (MnO 2) = n (Cl 2) =0,3 моль

V (Cl 2) = 0,3∙ 22,4 = 6,72 (л)

n (NaOH ) = 0,6 моль

m (NaOH ) = 0,6 ∙ 40 = 24 (г)

2.3 Состав раствора, полученного в ходе реакции.

1) В 25 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (ρ =1,28 г/мл) растворён оксид фосфора (V ), полученный при окислении 6,2 г фосфора. Какого состава образуется соль и какова её массовая доля в растворе?

Найти:

ω (соли)

Дано:

V (NaOH ) р-ра = 25 мл

ω (NaOH ) = 25%

m (Р) = 6,2 г

ρ (NaOH ) р-ра = 1,28 г/мл

М (NaOH ) = 40 г/моль

М (Р) =31 г/моль

М (Р 2 О 5) = 142 г/моль

М (NaH 2 РО 4) = 120г/моль

4Р + 5О 2 = 2 Р 2 О 5

4моль 2моль

6 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 3 РО 4 + 3 H 2 O

4 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 2 H РО 4 + H 2 O

n (Р) =6,2/31 = 0,2 (моль)

n (Р 2 О 5) = 0,1 моль

m (Р 2 О 5) = 0,1 ∙ 142 = 14,2 (г)

m (NaO Н) р-ра = 25 ∙ 1,28 = 32 (г)

m (NaO Н) в-ва =0,25 ∙ 32 = 8 (г)

n (NaO Н) в-ва = 8/40 = 0,2 (моль)

По количественному соотношению NaO Н и Р 2 О 5

можно сделать вывод, что образуется кислая соль NaH 2 РО 4.

2 NaO Н + Р 2 О 5 + H 2 O = 2 NaH 2 РО 4

2моль 1 моль 2моль

0,2моль 0,1 моль 0,2моль

n (NaH 2 РО 4) = 0,2 моль

m (NaH 2 РО 4) = 0,2 ∙ 120 = 24 (г)

m (р-ра после р-ции) = 32 + 14,2 = 46,2 (г)

ω (NaH 2 РО 4) = 24/ 46,2 = 0 52 (52%)

Ответ: ω (NaH 2 РО 4) = 52%

2) При электролизе 2 л водного раствора сульфата натрия с массовой долей соли 4%

(ρ = 1,025 г/мл) на нерастворимом аноде выделилось 448 л газа (н.у.) Определите массовую долю сульфата натрия в растворе после электролиза.

Найти:

m (Na 2 O )

Дано :

V (р-ра Na 2 SO 4) = 2л = 2000 мл

ω (Na 2 SO 4 ) = 4%

ρ (р- ра Na 2 SO 4 )=1 г/ мл

М (Н 2 O ) =18 г/моль

V (О 2) = 448 л

V М = 22,4 л/ моль

При электролизе сульфата натрия проходит разложение воды, на аноде выделяется газ кислород.

2 H 2 O = 2 H 2 + О 2

2 моль 1моль

n (О 2) = 448/22,4 = 20 (моль)

n (H 2 O ) = 40 моль

m (H 2 O ) разл. = 40 ∙ 18 = 720 (г)

m (р-ра до эл-за) = 2000 ∙ 1,025 = 2050 (г)

m (Na 2 SO 4) в-ва = 2050 ∙ 0,04 = 82 (г)

m (р-ра после эл-за) = 2050 – 720 = 1330 (г)

ω (Na 2 SO 4 ) = 82 / 1330 = 0,062 (6,2%)

Ответ: ω (Na 2 SO 4 ) = 0,062 (6,2%)

2.4 В реакцию вступает смесь известного состава, необходимо найти порции затраченных реагентов, и /или полученных продуктов.

1) Определить объём смеси газов оксида серы (IV ) и азота, в которой содержится 20 % сернистого газа по массе, который надо пропустить через 1000 г 4%-ного раствора гидроксида натрия, чтобы массовые доли солей, образующихся в растворе, стали одинаковыми.

Найти:

V (газов)

Дано:

m (NaOH ) = 1000 г

ω (NaOH ) = 4%

m (средней соли) =

m (кислой соли)

М (NaOH ) =40 г/моль

Ответ: V (газов) = 156,8

NaO Н + SO 2 = NaHSO 3 (1)

1 моль 1 моль

2NaO Н + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O (2)

2 моль 1моль

m (NaOH ) в-ва = 1000 ∙ 0,04 = 40 (г)

n (NaOH ) = 40/40 = 1 (моль)

Пусть n 1 (NaOH ) = x , тогда n 2 (NaOH ) = 1 - x

n 1 (SO 2 ) = n (NaHSO 3 ) = x

M (NaHSO 3 ) = 104 x n 2 (SO 2 ) = (1 – x) / 2 = 0,5 ∙ (1 – x)

m (Na 2 SO 3) = 0,5 ∙ (1 – x ) ∙ 126 = 63 (1 – х)

104 x = 63 (1 – х)

х = 0,38 моль

n 1 (SO 2) =0,38 моль

n 2 (SO 2 ) = 0,31 моль

n общ . (SO 2 ) = 0,69 моль

m общ. (SO 2) = 0,69 ∙ 64 = 44,16 (г) – это составляет 20% от массы смеси газов. Масса газа азота составляет 80 %.

m (N 2) = 176,6 г, n 1 (N 2) = 176,6 / 28 = 6,31 моль

n общ. (газов)= 0,69 + 6,31 = 7 моль

V (газов) = 7 ∙ 22,4 = 156,8 (л)

2) При растворении 2,22 г смеси железных и алюминиевых опилок в 18,25%-ном растворе соляной кислоты (ρ = 1,09 г/мл) выделилось 1344 мл водорода (н.у.). Найдите процентное содержание каждого из металлов в смеси и определите объём соляной кислоты, который потребовался для растворения 2,22 г смеси.

Найти:

ω (Fe )

ω (Al )

V (HCl ) р-ра

Дано:

m (смеси) = 2,22 г

ρ (HCl р-ра) = 1,09 г/мл

ω (HCl ) = 18,25%

M (Fe ) = 56 г/моль

М (Al ) =27 г/моль

М (HCl ) =36,5 г/моль

Ответ: ω (Fe ) = 75.7%,

ω (Al ) = 24,3%,

V (HCl ) р-ра) = 22 мл.

Fe + 2HCl = 2 FeCl 2 + H 2

1 моль 2моль 1 моль

2Al + 6HCl = 2 AlCl 3 + 3H 2

2 моль 6 моль 3моль

n (Н 2) =1,344 /22.4 = 0.06 (моль)

Пусть m (Al ) = x , тогда m (Fe ) = 2,22 - х;

n 1 (Н 2) = n (Fe ) =(2.22 – x ) / 56

n (Al ) = х / 27

n 2 (Н 2) = 3х / 27∙ 2 = х / 18

x /18 +(2,22 – х) / 56 = 0,06

х = 0,54, m (Al ) = 0,54 г

ω (Al ) = 0,54 / 2.22 = 0.243 (24.3%)

ω (Fe ) = 75.7%

n (Al ) = 0.54 / 27 = 0.02 (моль)

m (Fe ) = 2,22 – 0.54 = 1.68 (г)

n (Fe ) =1.68 / 56 = 0,03 (моль)

n 1 (НCl ) = 0.06 моль

n (NaOH ) = 0,05 моль

m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40/0.4 = 5 (г)

V (HCl ) р-ра = 24/1,09 = 22 (мл)

3) Газ, полученный при растворении 9,6 г меди в концентрированной серной кислоте, пропустили через 200 мл раствора гидроксида калия (ρ =1 г/мл, ω (К OH ) = 2,8 %). Какого состава образуется соль? Определить её массу.

Найти:

m (соли)

Дано:

m (Cu ) = 9.6 г

V (КO Н) р-ра = 200 мл

ω (КOH ) = 2,8%

ρ (H 2 O ) = 1 г/мл

М (Cu ) =64 г/моль

М (КOH ) =56 г/моль

М (КНSO 3) =120 г/моль

Ответ: m (КНSO 3) = 12 г

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

1 моль 1 моль

КO Н + SO 2 = KHSO 3

1 моль 1 моль

2 КO Н + SO 2 = K 2 SO 3 + H 2 O

2 моль 1моль

n (SO 2) = n (Cu ) =6,4/64 = 0,1 (моль)

m (КO Н) р-ра = 200 г

m (КO Н) в-ва = 200 г ∙ 0,028 = 5,6 г

n (КO Н) =5,6/56 = 0,1 (моль)

По количественному соотношению SO 2 и КОН можно сделать вывод, что образуется кислая соль KHSO 3.

КO Н + SO 2 = KHSO 3

1 моль 1 моль

n (КНSO 3) = 0,1 моль

m (КНSO 3) = 0,1 ∙ 120 = 12 г

4) Через 100 мл 12,33% - ного раствора хлорида железа (II ) (ρ =1.03г/мл) пропускали хлор до тех пор, пока концентрация хлорида железа (III ) в растворе не стала равна концентрации хлорида железа (II ). Определите объём поглощённого хлора (н.у.)

Найти:

V (Cl 2)

Дано:

V (FeCl 2) = 100 мл

ω (FeCl 2) = 12,33%

ρ (р-ра FeCl 2) =1,03г/мл

М (FeCl 2) = 127 г/моль

М (FeCl 3) = 162,5 г/моль

V М = 22,4 л/ моль

m (FeCl 2) р-ра = 1,03 ∙ 100 = 103 (г)

m (FeCl 2) р-в-ва = 103 ∙ 0,1233 = 12,7 (г)

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3

2 моль 1моль 2моль

Пусть n (FeCl 2) прореаг. = х, тогда n (FeCl 3) обр. = х;

m (FeCl 2) прореаг. = 127х

m (FeCl 2) ост. = 12,7 - 127х

m (FeCl 3) обр. = 162,5х

По условию задачи m (FeCl 2) ост. = m (FeCl 3)

12,7 - 127х = 162,5х

х = 0,044, n (FeCl 2) прореаг. = 0,044 моль

n (Cl 2) = 0,022 моль

V (Cl 2) = 0,022 ∙ 22,4 = 0,5 (л)

Ответ: V (Cl 2) = 0,5 (л)

5) После прокаливания смеси карбонатов магния и кальция масса выделившегося газа оказалась равна массе твёрдого остатка. Определит массовые доли веществ в исходной смеси. Какой объём углекислого газа (н.у.) может быть поглощён 40 г этой смеси, находящейся в виде суспензии.

Найти:

ω (MgCO 3)

ω (CaCO 3)

Дано:

m (тв.прод.) = m (газа )

m (смеси карбонатов )=40г

М (MgO ) = 40 г/моль

М СаO = 56 г/моль

М (CO 2) = 44 г/моль

М (MgCO 3) = 84 г/моль

М (СаCO 3) = 100 г/моль

1) Проведём расчеты, используя 1 моль смеси карбонатов.

MgCO 3 = MgO + CO 2

1моль 1 моль 1моль

CaCO 3 = CaO + CO 2

1 моль 1моль 1моль

Пусть n (MgCO 3) = x , тогда n (CaCO 3) = 1 – x .

n (MgO) = x, n (CaO) = 1 - x

m (MgO) = 40x

m (СаO ) = 56 ∙ (1 – x ) = 56 – 56x

Из смеси, взятой количеством 1 моль, образуется углекислый газ, количеством 1 моль.

m (CO 2) = 44.г

m (тв.прод.) = 40x + 56 - 56x = 56 - 16x

56 - 16x = 44

x = 0,75,

n (MgCO 3) = 0,75 моль

n (СаCO 3) = 0,25 моль

m (MgCO 3) = 63 г

m (СаCO 3) = 25 г

m (смеси карбонатов) = 88 г

ω (MgCO 3) = 63/88 = 0,716 (71,6%)

ω (CaCO 3) = 28,4%

2) Суспензия смеси карбонатов при пропускании углекислого газа превращается в смесь гидрокарбонатов.

MgCO 3 + CO 2 + H 2 O = Mg(НCO 3 ) 2 (1)

1 моль 1 моль

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(НCO 3 ) 2 (2)

1 моль 1моль

m (MgCO 3) = 40 ∙ 0,75 = 28,64(г)

n 1 (СO 2) = n (MgCO 3) = 28,64/84 = 0,341 (моль)

m (СаCO 3) = 11,36 г

n 2 (СO 2) = n (СаCO 3) =11,36/100 = 0,1136 моль

n общ. (СO 2) = 0,4546 моль

V (CO 2) = n общ. (СO 2) ∙ V М = 0,4546∙ 22,4 = 10,18 (л)

Ответ: ω (MgCO 3) = 71,6%, ω (CaCO 3) = 28,4%,

V (CO 2 ) = 10,18 л.

6) Смесь порошков алюминия и меди массой 2,46 г нагрели в токе кислорода. Полученное твёрдое вещество растворили в 15 мл раствора серной кислоты (массовая доля кислоты 39,2%, плотность 1,33 г/мл). Смесь полностью растворилась без выделения газа. Для нейтрализации избытка кислоты потребовался 21 мл раствора гидрокарбоната натрия с концентрацией 1,9 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в смеси и объём кислорода (н.у.), вступившего в реакцию .

Найти:

ω (Al ); ω (Cu )

V (O 2)

Дано:

m (смеси) = 2.46 г

V (NaHCO 3 ) = 21 мл=

0,021 л

V (H 2 SO 4 ) = 15 мл

ω(H 2 SO 4 ) = 39,2%

ρ (H 2 SO 4 ) = 1,33 г/ мл

С(NaHCO 3) = 1,9моль/л

М(Al )=27 г/моль

М(Cu )=64 г/моль

М(H 2 SO 4)=98 г/моль

V м = 22,4 л/моль

Ответ: ω (Al ) = 21.95%;

ω (Cu ) = 78.05%;

V (O 2) = 0,672

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

4моль 3 моль 2моль

2Cu + O 2 = 2CuO

2моль 1 моль 2 моль

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O (1)

1 моль 3 моль

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (2)

1 моль 1 моль

2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + СО 2 (3)

2 моль 1 моль

m (H 2 SO 4) р-ра =15 ∙ 1,33 = 19.95 (г)

m (H 2 SO 4) в-ва = 19.95 ∙ 0,393 = 7,8204 (г)

n (H 2 SO 4) общ = 7,8204/98 = 0,0798 (моль)

n (NaHCO 3) = 1,9 ∙ 0,021 = 0,0399 (моль)

n 3 (H 2 SO 4 ) = 0,01995 (моль)

n 1+2 (H 2 SO 4 ) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 (моль)

4) Пусть n (Al) = x, . m (Al) = 27x

n (Cu) = y, m (Cu) = 64y

27x + 64y = 2,46

n (Al 2 O 3 ) = 1,5x

n (CuO) = y

1,5x + y = 0.0585

x = 0,02; n (Al) = 0.02 моль

27x + 64y = 2,46

y = 0,03; n (Cu) = 0,03 моль

m (Al) = 0,02 ∙ 27 = 0,54

ω (Al) = 0,54 / 2.46 = 0.2195 (21.95%)

ω (Cu) = 78.05%

n 1 (O 2 ) = 0.015 моль

n 2 (O 2 ) = 0.015 моль

n общ . (O 2 ) = 0.03 моль

V (O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (л)

7) При растворении в воде 15,4 г сплава калия с натрием выделилось 6,72 л водорода (н.у.) Определите молярное отношение металлов в сплаве.

Найти:

n (К) : n(Na )

m (Na 2 O )

Дано:

m (сплава) = 15,4 г

V (H 2) = 6,72 л

М (Na ) =23 г/моль

М (К) =39 г/моль

n (К) : n (Na ) = 1: 5

2К + 2H 2 O = 2 КOH + H 2

2 моль 1 моль

2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2

2 моль 1 моль

Пусть n (К) = x , n (Na ) = у, тогда

n 1 (Н 2) = 0,5 х; n 2 (Н 2) = 0,5у

n (Н 2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 (моль)

m (К) = 39 x ; m (Na ) = 23 у

39х + 23 у = 15,4

х = 0,1, n (К) = 0,1 моль;

0,5х + 0,5у = 0,3

у = 0,5, n (Na ) = 0,5 моль

8) При обработке 9 г смеси алюминия с оксидом алюминия 40%-ным раствором гидроксида натрия (ρ =1,4 г/мл) выделилось 3,36 л газа (н.у.). Определить массовые доли веществ в исходной смеси и объём раствора щёлочи, вступивший в реакции.

Найти:

ω (Al )

ω (Al 2 O 3)

V р-ра (NaOH )

Дано:

M (см.) = 9 г

V (H 2) = 33.8мл

ω (NaOH ) = 40%

М(Al ) = 27 г/моль

М(Al 2 O 3) = 102 г/моль

М(NaOH ) = 40 г/моль

2Al + 2 NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3H 2

2 моль 2 моль 3 моль

Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3H 2 O = 2 Na

1моль 2моль

n (H 2) = 3,36/22,4 = 0,15 (моль)

n (Al ) = 0,1 моль m (Al ) = 2.7 г

ω (Al) = 2,7 / 9 = 0,3 (30%)

ω (Al 2 O 3 ) = 70%

m (Al 2 O 3 ) = 9 – 2.7 = 6.3 (г)

n (Al 2 O 3 ) = 6,3 / 102 = 0,06 (моль)

n 1 (NaOH) = 0,1 моль

n 2 (NaOH) = 0,12 моль

n общ . (NaOH) = 0,22 моль

m р - ра (NaOH) = 0,22 ∙ 40 /0.4 = 22 (г)

V р - ра (NaOH) = 22 / 1.4 = 16 (мл)

Ответ: ω (Al) = 30%, ω(Al 2 O 3 ) = 70%, V р - ра (NaOH) = 16 мл

9) Сплав алюминия и меди массой 2 г обработали раствором гидроксида натрия, с массовой долей щёлочи 40 % (ρ =1,4 г/мл). Не растворившийся осадок отфильтровали, промыли и обработали раствором азотной кислоты. Полученную смесь выпарили досуха, остаток прокалили. Масса полученного продукта составила 0,8 г. Определите массовую долю металлов в сплаве и объём израсходованного раствора гидроксида натрия.

Найти:

ω (Cu ); ω (Al )

V р-ра (NaOH )

Дано:

m (смеси)=2 г

ω (NaOH )=40%

М(Al )=27 г/моль

М(Cu )=64 г/моль

М(NaOH )=40 г/моль

В щёлочи растворяется только алюминий.

2Al + 2 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na + 3 H 2

2моль 2моль 3моль

Медь – нерастворившийся остаток.

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu (NO 3 ) 2 + 4 H 2 O + 2 NO

3 моль 3 моль

2Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4NO 2 + O 2

2моль 2моль

n (CuO ) = 0,8 / 80 = 0,01 (моль)

n (CuO) = n (Cu(NO 3 ) 2 ) = n (Cu) = 0,1 моль

m (Cu) = 0,64 г

ω (Cu) = 0,64 / 2 = 0,32 (32%)

ω (Al) = 68%

m (Al ) = 9 – 0,64 = 1,36(г)

n (Al ) = 1,36 / 27 = 0,05 (моль)

n (NaOH ) = 0,05 моль

m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (г)

V р-ра (NaOH ) = 5 / 1.43 = 3,5 (мл)

Ответ: ω (Cu ) = 32%, ω (Al ) = 68%, V р-ра (NaOH ) = 3,5 мл

10) Прокалили смесь нитратов калия, меди и серебра массой 18,36 г. Объём выделившихся газов составил 4,32 л (н.у.). Твёрдый остаток обработали водой, после чего его масса уменьшилась на 3,4 г. Найти массовые доли нитратов в исходной смеси.

Найти :

ω (KNO 3 )

ω (Cu(NO 3 ) 2 )

ω (AgNO 3)

Дано:

m (смеси) = 18,36 г

∆m (твёрд. ост. )=3,4 г

V (CO 2) = 4,32 л

М (КNO 2) =85 г/моль

М (КNO 3) =101 г/моль

2 КNO 3 = 2 КNO 2 + O 2 (1)

2 моль 2 моль 1моль

2 Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4 NO 2 + O 2 (2)

2 моль 2моль 4 моль 1 моль

2 AgNO 3 = 2 Ag + 2 NO 2 + O 2 (3)

2 моль 2моль 2моль 1моль

CuO + 2H 2 O = взаимодействие не возможно

Ag + 2H 2 O = взаимодействие не возможно

КNO 2 + 2H 2 O = растворение соли

Изменение массы твёрдого остатка произошло за счёт растворения соли, следовательно:

m (КNO 2) = 3,4 г

n (КNO 2) = 3,4 / 85 = 0,04 (моль)

n (КNO 3) = 0,04 (моль)

m (КNO 3) = 0,04∙ 101 = 4,04 (г)

ω (KNO 3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%)

n 1 (O 2) = 0,02 (моль)

n общ. (газов) = 4,32 / 22,4 = 0,19 (моль)

n 2+3 (газов) = 0,17 (моль)

m (смеси без КNO 3) = 18,36 – 4,04 = 14,32 (г)

Пусть m (Cu(NO 3 ) 2 ) = x, тогда m (AgNO 3 ) = 14,32 – x.

n (Cu(NO 3 ) 2 ) = x / 188,

n (AgNO 3) = (14,32 – x ) / 170

n 2 (газов) = 2,5х / 188,

n 3 (газов) = 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170,

2,5х/188 + 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170 = 0,17

х = 9,75, m (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 г

ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%)

ω (AgNO 3 ) = 24,09%

Ответ: ω (KNO 3 ) = 22%, ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 53,1%, ω (AgNO 3 ) = 24,09%.

11) Смесь гидроксида бария, карбонатов кальция и магния массой 3,05 г прокалили до удаления летучих веществ. Масса твёрдого остатка составила 2,21 г. Летучие продукты привели к нормальным условиям и газ пропустили через раствор гидроксида калия, масса которого увеличилась на 0,66 г. Найти массовые доли веществ в исходной смеси.

ω (Вa (O Н) 2)

ω (Сa СO 3)

ω (Mg СO 3)

m (смеси) = 3,05 г

m (тв.ост.) = 2,21 г

∆ m (КОН) = 0,66 г

М (H 2 O ) =18 г/моль

М (СО 2) =44 г/моль

М (Вa (O Н) 2) =171 г/моль

М (СаСО 2) =100 г/моль

М (Mg СО 2) =84 г/моль

Вa (O Н) 2 = H 2 O + ВaO

1 моль 1моль

Сa СO 3 = СО 2 + СaO

1 моль 1моль

Mg СO 3 = СО 2 + MgO

1 моль 1моль

Масса КОН увеличилась за счёт массы поглощённого СО 2

КОН + СО 2 →…

По закону сохранения массы веществ

m (H 2 O ) =3,05 – 2,21 – 0,66 = 0,18 г

n (H 2 O ) = 0,01 моль

n (Вa (O Н) 2) = 0,01 моль

m (Вa (O Н) 2) = 1,71 г

ω (Вa (O Н) 2) = 1,71 /3.05 = 0.56 (56%)

m (карбонатов) = 3,05 – 1,71 = 1,34 г

Пусть m (Сa СO 3) = x , тогда m (Сa СO 3) = 1,34 – x

n 1 (СO 2) = n (Сa СO 3) = x /100

n 2 (СO 2) = n (Mg СO 3) = (1,34 - x )/84

x /100 + (1,34 - x )/84 = 0,015

x = 0,05, m (Сa СO 3) = 0,05 г

ω (Сa СO 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)

ω (Mg СO 3) =28%

Ответ: ω (Вa (O Н) 2) = 56%, ω (Сa СO 3) = 16%, ω (Mg СO 3) =28%

2.5 В реакцию вступает неизвестное веществ o / образуется в ходе реакции.

1) При взаимодействии водородного соединения одновалентного металла со 100 г воды получили раствор с массовой долей вещества 2,38%. Масса раствора оказалась на 0,2 г меньше суммы масс воды и исходного водородного соединения. Определите, какое соединение было взято.

Найти:

Дано:

m (H 2 O ) = 100 г

ω (МеOH ) = 2,38%

∆ m (р-ра) = 0,2 г

М (H 2 O ) = 18 г/моль

МеН + H 2 O = МеOH + Н 2

1 моль 1моль 1моль

0,1 моль 0,1моль 0,1моль

Масса конечного раствора уменьшилась на массу газа водорода.

n (Н 2) = 0,2/2 = 0,1 (моль)

n (H 2 O ) прореаг. = 0,1 моль

m (H 2 O ) прореаг = 1,8 г

m (H 2 O в р-ре ) = 100 – 1,8 = 98,2 (г)

ω (МеOH ) = m (МеOH ) / m (р-ра г/моль

Пусть m (МеOH ) = х

0,0238 = х / (98,2 + x )

x = 2,4, m (МеO Н) = 2,4 г

n (МеO Н) = 0,1 моль

М (МеO Н) = 2,4 / 0,1 = 24 (г/моль)

М (Ме) = 7 г/моль

Ме - Li

Ответ: Li Н.

2) При растворении 260 г неизвестного металла в сильно разбавленной азотной кислоте образуются две соли: Ме(N О 3 ) 2 и X . При нагревании X с гидроксидом кальция выделяется газ, который с ортофосфорной кислотой образует 66 г гидроортофосфата аммония. Определите металл и формулу соли X .

Найти:

Дано:

m (Ме) = 260 г

m ((NH 4) 2 HPO 4) = 66 г

М ((NH 4) 2 HPO 4) =132 г/моль

Ответ: Zn , соль - NH 4 NO 3.

4Me + 10HNO 3 = 4Me(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4 моль 1 моль

2NH 4 NO 3 +Ca(OH) 2 = Ca(NO 3 ) 2 +2NH 3 + 2H 2 O

2 моль 2 моль

2NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4 ) 2 HPO 4

2 моль 1моль

n ((NH 4) 2 HPO 4) = 66/132 = 0.5 (моль)

n (N Н 3) = n (NH 4 NO 3) = 1 моль

n (Ме) = 4моль

М (Ме) = 260/4 = 65 г/моль

Ме - Zn

3) В 198,2 мл раствора сульфата алюминия (ρ = 1 г/мл) опустили пластину неизвестного двухвалентного металла. Через некоторое время масса пластины уменьшилась на 1,8 г, а концентрация образовавшейся соли составила 18%. Определите металл.

Найти:

ω 2 (NaOH )

Дано:

V р-ра = 198.2 мл

ρ (р-ра) = 1 г/мл

ω 1 (соли) = 18%

∆m (р-ра) =1,8 г

М (Al ) =27 г/моль

Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Me = 2 Al+ 3MeSO 4

3 моль 2 моль 3 моль

m (р-ра до р-ции) = 198.2 (г)

m (р-ра после р-ции) = 198.2 + 1,8 = 200(г)

m (MeSO 4) в-ва = 200 ∙ 0,18 = 36 (г)

Пусть М (Ме) = х, тогда М (MeSO 4) = х + 96

n (MeSO 4) = 36 / (х + 96)

n (Ме) = 36/ (х + 96)

m (Ме) = 36x / (х + 96)

n (Al ) = 24 / (х + 96),

m (Al ) = 24 ∙ 27 / (х + 96)

m (Ме) ─ m (Al ) = ∆m (р-ра)

36x / (х + 96) ─ 24 ∙ 27 / (х + 96) = 1,8

х = 24, М (Ме) = 24 г/моль

Металл - Mg

Ответ: Mg .

4) При термическом разложении 6,4 г соли в сосуде ёмкостью 1 л при 300,3 0 С создалось давление 1430 кПа. Определите формулу соли, если при разложении её образуется вода и плохо растворимый в ней газ.

Найти:

Формулу соли

Дано:

m (соли) = 6,4 г

V (сосуда) = 1 л

Р = 1430 кПа

t =300.3 0 C

R = 8.31Дж/моль∙ К

n (газа) = PV /RT = 1430∙1 / 8,31∙ 573,3 = 0,3 (моль)

Условию задачи отвечают два уравнения:

NH 4 NO 2 = N 2 + 2 H 2 O ( газ)

1 моль 3 моль

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2 H 2 O (газ)

1 моль 3 моль

n (соли) = 0,1 моль

М (соли) = 6,4/0,1 = 64 г/моль (NH 4 NO 2)

Ответ: NH 4 N

Литература.

1 .Н.Е.Кузьменко, В.В.Ерёмин, А.В.Попков «Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы», Москва, «Дрофа» 1999

2. Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Сборник задач по химии», Москва «Новая Волна * Оникс» 2000

3. К.Н.Зеленин, В.П.Сергутина, О.В., О.В.Солод «Пособие по химии для поступающих в Военно – медицинскую академию и другие высшие медицинские учебные заведения»,

Санкт – Петербург, 1999

4. Пособие для поступающих в медицинские институты «Задачи по химии с решениями»,

Санкт – Петербургский медицинский институт им.И.П.Павлова

5. ФИПИ «ЕГЭ ХИМИЯ» 2009 – 2015 г.