Предисловие.
Задачи по химии обычно предлагаются на всех экзаменах по химии: устных и письменных.
На последних, как правило, в экза¬менационные билеты входят только задачи. Умение решать их яв¬ляется основным показателем творческого усвоения предмета. Кроме того, решение задач при изучении теории позволяет значи¬тельно лучше разобраться в ней и усвоить наиболее сложные воп¬росы.
С помощью этого задачника вы вспомните навыки решения таких за¬дач и научитесь решать те химические задачи, с которыми еще не встречались.
Вам подскажет нужные форму¬лы, ход решения и правила оформления задач.
Задачник включает все типы расчетных задач, основанных на вычислениях по химическим формулам на вычислениях по химическим уравнениям реакций , а также качествен¬ные задачи .
В задачнике используются общепринятые в настоящее время обо¬значения физических величин и схема записи расчетов. Следует иметь в виду, что во многих школах величину «количество веще¬ства» обозначают символом n, но в настоящем задачнике принято обозначение ν, которое больше распространено в высшей школе. В задачнике использованы единицы международной системы СИ, некоторые допустимые внесистемные единицы (тонна, литр, милилитр и др.),современная международная номенклатура неорга¬нических веществ.
Задачи сгруппированы по основным темам, последовательно изучаемым в 8-9 классах: «Постоянство состава вещества»,«Вычисления по химическим формулам», «Основные количественные характеристики вещества: количества вещества, масса и объем»,« Массовая, объемная и молярная доля вещества в смеси. Массовая доля элемента в соединении», «Расчеты по химическим уравненииям», «Кристаллогидрата», «Растворимость веществ. Молярная концентрация. Плотность раствора в массовая доля вещества в растворе», «Простейшие расчеты по уравнениям химических реакции», «Тепловой эффект химической реакции», «Вывод формул соединений», «Объемные отношения газов. Определение объема газа по массе вещества, содержащего определенную долю примесей», «Расчет массы, объема продукта реакции, если одно из реагирующих веществ в избытке», «Расчеты, связанные с использованием доли выхода продуктов реакции», «Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты», «Скорость химической реакции. Химическое равновесие», «Основные понятия и стехиометрические законы химии».
Примесей.
Вычислите объем (н.у.) водорода, который образуется при взаимодействии 9,2 г натрия, содержащего 2,5 % примесей, с водой. Вычислите количество вещества щелочи, которое получится при этом.
Дано:
m(смеси) = 9,2 г
ω(примесей) = 0,025
Найти:
V(Н2) — ?
m(NаОН) -?
Решение:
m(Nа) = m(смеси)• ω(Nа) =m(смеси) • (1- ω(примесей))
m(Nа) = 9,2 г • (1 – 0,025) = 9,2 г • 0,975 = 8,97 г.
М(Nа) = 23 г/моль
m(Nа) = ν(Nа)• М(Nа) =2 моль • 23 г/моль = 46 г
2Nа + 2Н2О = 2NаОН + Н2
8,97 г Nа —— х л Н2
46 г Nа —— 22,4 л Н2
х= (8,97 г •22,4 л )/(46 г)=4,37 л
8,97 г Nа —— х моль NаОН
46 г Nа —— 2 моль NаОН
х= (8,97 г •2 моль )/(46 г)=0,39 моль
Ответ: V(Н2) = 4,37 л;ν(NаОН) = 0,39 моль.
При взаимодействии кальцинированной соды массой 10,8 г с избытком соляной кислоты получили оксид углерода (IV) объемом 2,24 л (н.у.).Вычислите массовую долю (%) примесей в кальцинированной соде.
Дано:
V(СО2) = 2,24 л
m(кальц.соды) = 10,8 г
Найти:
ω(примесей) -?
Решение:
ν(СО₂)=(V(СО₂))/V_m = (2,24 л)/(22,4 л/моль)=0,1 моль
Nа2СО3 + 2НСl = 2NаСl + Н2О + СО2↑
х моль Nа2СО3—— 0,1 моль СО2
1 моль Nа2СО3—— 1 моль СО2
х= (1 моль •0,1 моль )/(1 моль)=0,1 моль
ν(Nа2СО3) : ν(СО2) = 1 : 1 ⇒ ν(Nа2СО3) = 0,1 моль
М(Nа2СО3) =60 г/моль
m(Nа2СО3) = ν(Nа2СО3) • М(Nа2СО3) = 0,1 моль • 106 г/моль = 10,6 г
m(примесей) = m(кальц.соды) — m(Nа2СО3) = 10,8 г — 10,6 г = 0,2 г
ω(примесей)= (m(примесей))/(m(кальц.соды))=(0,2 г )/(10,8 г)=0,018,или 1,8 %
Ответ: ω(примесей) = 0,018,или 1,8 %
Какой объем воздуха (н.у.) потребуется для взаимодействии с 270 г алюминия, содержащего 20 % примесей? Какое количество вещества оксида алюминия при этом получится?
Дано:
m(Аl) = 270 г
ω(примесей) = 20 %
Найти:
V(возд.) — ?
ν(Аl2О3) -?
Решение:
4Аl+ 3О2 □(→┴t )2Аl2О3
ω(чист)(Аl) = 1 – 0,2 = 0,8.
m(чист)(Аl) = ω • m(Аl) = 0,8 • 270 г = 216 г .
М(Аl) = 27 г/моль
ν(Аl)=(m_чист (Аl))/(М(Аl) )= (216 г)/(27 г/кмоль)=8 моль
4Аl+ 3О2 □(→┴t )2Аl2О3
8 моль Аl —— х моль Аl2О3
4 моль Аl —— 2 моль Аl2О3
х= (8 моль •2 моль )/(4 моль )=4 моль Аl₂О₃
8 моль Аl —— х моль О2
4 моль Аl —— 3 моль О2
х= (8 моль •3 моль )/(4 моль )=6 моль О₂
V(О2) = ν(О2) • Vm
V(О2) = 6 моль • 22,4 л/моль = 134,4 л.
V_((возд))= (V(О₂) )/(φ(О₂) )= (134,4 л )/(0,21 )= 640 л
Ответ: V(возд) = 640 л;ν(Аl2О3) = 4 моль.
Задачи для самостоятельной работы.
Из 600 г технического карбида получили 179,2 л ацетилена. Определите массовую долю примесей в данном образце карбида. Ответ: 14,67 %.
При обжиге 1 кг известняка выделилось 220 м3 углекислого газа. Рассчитайте массовую долю примесей в известняке. Ответ: 1,8 %.
При взаимодействии алюминия и раствора, содержащего 450 г технической соляной кислоты, выделилось 134,4 л водорода. Вычислите массовую долю примесей в технической кислоте. Ответ: 2,67 %.
Автор публикации
