Презентация по химии на тему "Задание 34 ЕГЭ по химии" (11 класс)

Слайд #1

Советы и рекомендации
ЭФФЕКТИВНЫЕ
ПРЕЗЕНТАЦИИ!
1
Муниципальное бюджетное
общеобразовательное учреждение
Кадетская средняя общеобразовательная школа
имени Героя РФ В.И. Шарпатова
Задание
34 ЕГЭ по химии
Кожеркова Светлана Михайловна
учитель химии

Слайд #2

1
Расчеты по уравнениям химических реакций в неорганической химии
2
Расчеты на установление молекулярной и структурной формулы органического вещества
Расчетные задачи второй части ЕГЭ по химии относятся к заданиям высокого уровня сложности.
По содержанию расчетные задачи 34 можно разделить на две группы:
2

Слайд #3

Расчеты с использованием понятий «растворимость», «массовая доля вещества в растворе»
Расчеты массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси)
Расчёты массы (объема, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определенной массовой долей растворенного вещества
Расчеты массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного
Расчеты массовой доли (массы) химического соединения в смеси
В официальном документе «Спецификация КИМ
ЕГЭ 2023 г» указаны следующие проверяемые элементы содержания для расчетных задач высокого уровня сложности в неорганической химии:
1
2
3
4
5

Слайд #4

Основные законы химии
Химические свойства веществ
Типы химических реакций, в том числе гидролиз, электролиз и ОВР
Признаки химических реакций, цвета некоторых веществ и растворов
Важнейшие математические и физические формулы и приемы, необходимые для расчетов физических величин
Из спецификации следует,
что выпускник должен хорошо знать:
1
2
3
4
5

Слайд #5

Выпускнику понадобится умение переводить физические величины из одних единиц измерения в другие
Выпускник должен уметь применять математические знания по составлению и решению уравнений с двумя (тремя) неизвестными
Из спецификации следует, что …
1
2

Слайд #6

Выявить химическую составляющую задачи: записать уравнения реакций, описываемых в условии
Выявить математическую составляющую задачи: произвести расчеты с использованием всех физических величин, указанных в условии
Провести логические рассуждения на основе химических уравнений реакций и проведенных вычислений для дальнейших расчетов
Рассчитать искомую физическую величину
Очень важно при записи решений указывать единицы измерения искомых физических величин, за их отсутствие могут быть снижены баллы
Решение задачи следует начинать с анализа условия и составления плана ее решения:
1
2
3
4
5

Слайд #7

Слайд #8

Значения постоянных
Ar — относительная атомная масса элемента; указана в
Периодической системе химических элементов
Д.И. Менделеева
Mr — относительная молекулярная масса — это сумма
атомных масс элементов, входящих в состав
формульной единицы вещества
Vm = 22,4 л/моль при нормальных условиях (давление Р = 101325 Па (1 атм, 760 мм рт. ст.), а температура Т= 273 К или 0 °С)
NA = 6,02∙1023 моль-1
Формулы для вычисления физических величин

Слайд #9

М — молярная масса вещества, численно совпадает с Mr
n = 𝑚 𝑀 = 𝑉 𝑉𝑚 = 𝑁 𝑁𝐴 ; из этой формулы легко рассчитать
объемы, массы, число частиц
ω = 𝑚 в−ва 𝑚 раствора - массовая доля вещества в растворе
ω = 𝑚 Э 𝑚 вещества - массовая доля элемента в веществе
ρ = 𝑚 𝑉 или ρ = 𝑚 в−ва 𝑉 раствора ρ - плотность
Следует отметить, что для расчетов обычно округляют относительные атомные массы элементов до целого числа. Исключение: хлор, его относительную атомную массу принимают равной 35,5

Слайд #10

η = m практ. m теор. = V практ. V теор. = 𝐧 практ. 𝐧 теор. CМ = 𝐧 вещества V раствора

χ = 𝐧 (А) 𝒏 А +𝐧 В +𝐧 С φ = V (А) V А + V В + V С

η - выход продукта реакции
CМ - молярная концентрация
χ - мольная доля φ - объемная доля
Относительная плотность одного газа по другому равна отношению молярной массы искомого газа Х к молярной массе газа А:
DА = М (Х) М (А) Dвозд. = М (Х) 29 ;
средняя молярная масса воздуха принимается равной 29

Слайд #11

Массовая доля вещества в насыщенном растворе связана с растворимостью соотношением:

ω = s s+100
Растворимость показывает максимальную массу вещества, способную раствориться в 100 г растворителя при данной температуре. Полученный таким способом раствор называется насыщенным

S = m в−ва m растворителя

Слайд #12

Слайд #13

Основные типы расчетных задач
1. Расчеты по уравнениям реакций.
Запишем, к примеру, уравнение реакции алюминия с серной кислотой, расставим коэффициенты. Под уравнением запишем количество каждого вещества





Например, в условии задачи нам дано 5,4 г алюминия, а рассчитать нужно объем выделившегося водорода. Вначале надо массу Al пересчитать в количество вещества (моль):
n(Al) = 𝑚 𝑀 = 5,4 г 27 г/моль = 0,2 моль
Подставить полученное значение над уравнением, а над водородом — х моль

Слайд #14

Основные типы расчетных задач
Теперь легко посчитать количество вещества водорода, например, составив пропорцию:
0,2 2 = х 3 ; отсюда х = 0,2 ∙ 3 / 2 = 0,3 моль
Зная количество вещества водорода, можно рассчитать его объем:
V = n∙Vm = 0,3 моль ∙ 22,4 л/моль = 6,72 л

Такой прием, когда под уравнением под веществами пишем количества вещества по уравнению (это коэффициенты), над уравнением пишем количества вещества, рассчитанные из условия, подходит для вычислений любых физических величин и для любых веществ, участвующих в реакции. Важно, чтобы величины над и под уравнением были одни и те же
Расчеты по уравнениям реакций — это лишь небольшая часть задачи высокого уровня сложности. Для успешного решения таких задач надо уметь проводить комбинированные расчеты.

Слайд #15

Слайд #16

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Расчет массовой доли вещества в растворе

Сплав меди и цинка массой 20 г обработали
20 %-ым раствором соляной кислоты. В результате реакции выделился газ объемом 2,688 л (н. у.). Определите состав сплава в массовых долях. Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Слайд #17

Решение
Уравнение реакции:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
1 моль 2 моль 1 моль 1 моль
Медь с соляной кислотой не реагирует
Рассчитаем количество вещества водорода, количество вещества и массу цинка, количество вещества
хлороводорода, количество вещества и массу соли:
n(H2) = 2,688л/22,4л/моль = 0,12 моль; m(H2) = 0,12 ∙ 2 = 0,24 г
n(Zn) = n(H2) = 0,12 моль; m(Zn) = 0,12 моль ∙ 65 г/моль = 15,6 г
n(HCl) = 2n(H2) = 0,12 ∙ 2 = 0,24 моль
m(HCl) = 0,24 моль ∙ 36,5 г/моль = 8,76 г
m(р-ра кислоты) = 8,76 / 0,2 = 43,8 г (20% – это массовая доля, равная 0,2)
n(ZnCl2) = n(Zn) = 0,12 моль
Масса соли m(ZnCl2) = 0,12 моль ∙ 136 г/моль = 16,32 г
3. Состав сплава:
ω(Zn) = 15,6 г / 20 г = 0,78, или 78 %; ω(Cu) = 22 %
4. Масса раствора:
m(р-ра) = m(Zn) + m(р-ра кислоты) – m(H2) = 15,6 + 43,8 – 0,24 = 59,16 г
ω(ZnCl2) = 16,32 / 59,16 = 0,276, или 27,6 %

Ответ: ω(Zn) = 78 %; ω(Cu) = 22 %; ω(ZnCl2) = 27,6 %.

Слайд #18

Слайд #19

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Определение состава кристаллогидрата

Навеску кристаллогидрата карбоната магния прокалили до прекращения выделения газа. Выделившиеся газы сначала пропустили через раствор серной кислоты, а затем через 400 мл 0,1 М раствора известковой воды. При этом масса первого раствора увеличилась на 3,6 г, а во втором растворе выпал осадок, и раствор показал нейтральную среду. Определите состав и массу кристаллогидрата.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Слайд #20

Решение
Уравнения реакций:

MgCO3 ∙ xH2O → MgO + CO2↑ + xH2O

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O

2. Серная кислота не реагирует с углекислым газом, значит ее масса увеличилась за счет воды.
Количество вещества выделившейся воды: n(H2O) = 3,6 г / 18 г/моль = 0,2 моль
При пропускании оставшегося CO2 через известковую воду образуется осадок карбоната кальция. Так как раствор показал нейтральную среду, то образовалась средняя соль. Рассчитав количество Ca(OH)2, можно определить количество углекислого газа
Количество вещества гидроксида кальция: n(Ca(OH)2) = 0,1 моль/л ∙ 0,4 л = 0,04 моль; n(CO2) = 0,04 моль
Карбонат магния разложился полностью (из условия), значит его количество вещества равно количеству
углекислого газа: n(MgCO3) = n(CO2) = 0,04 моль
Запишем количественное соотношение в кристаллогидрате: n(MgCO3) : n(H2O) = 0,04 : 0,2 = 1 : 5
Формула кристаллогидрата — MgCO3 ∙ 5H2O
Масса кристаллогидрата:

m(MgCO3 ∙ 5H2O) = n ∙ M = 0,04 моль ∙ 174 г/моль = 6,96 г

Ответ: формула кристаллогидрата MgCO3∙5H2O; m(MgCO3∙5H2O) = 6,96 г

Слайд #21

Слайд #22

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Задачa на пластинку

Цинковую пластинку поместили в 10 %-ый раствор хлорида кадмия массой 109,8 г. Через некоторое время масса пластинки увеличилась на 2,1 г. Определите массовые доли солей в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Слайд #23

Решение
Уравнение реакции:
CdCl2 + Zn = ZnCl2 + Cd
2. Расчет количества вещества хлорида кадмия в исходном растворе:
n(CdCl2) = (109,8 г ∙ 0,1) / 183 г/моль = 0,06 моль
Расчеты, связанные с данной в условии величиной изменения массы пластинки
При реакции масса простого вещества цинка уменьшается, а масса простого кадмия увеличивается
Если бы цинк полностью вытеснил кадмий, то разница между массами металлов составила бы ∆m(M(Cd) – M(Zn)) = 112 – 65 = 47 г
Практическая разница масс составила 2,1 г
При ∆m = 47 г выделяется 112 г Cd, при ∆m = 2,1 г выделяется х г Cd
Легко составить пропорцию: 47 2,1 = 112 х
Тогда х = 2,1 ∙ 112 / 47 ≈ 5 г Cd; n(Cd) = 5 г / 112 г/моль ≈ 0,045 моль
Значит, из 0,06 моль CdCl2 выделилось 0,045 моль Cd. Количество вещества цинка, вступившего в реакцию тоже равно 0,045 моль
Соответственно хлорида цинка образовалось тоже 0,045 моль
n(ZnCl2) = 0,045 моль, n(Zn)реаг. = 0,045 моль

Слайд #24

Решение
3. Рассчитаем количество вещества CdCl2, оставшегося в конечном растворе:
n(CdCl2) = 0,06 моль – 0,045 моль = 0,015 моль
m(CdCl2) = 0,015 моль ∙ 183 г/моль = 2,745 г
m(ZnCl2) = 0,045 моль ∙ 136 г/моль = 6,12 г
m(Zn)реаг. = 0,045 моль ∙ 65 г/моль = 2,925 г

Масса конечного раствора складывается из массы исходного раствора, минус
масса выделившегося кадмия, плюс масса прореагировавшего цинка.
m(р-ра) = 109,8 г – 5 г + 2,925 г = 107,725 г
ω(CdCl2) = 5 г / 107,725 г = 0,0464, или 4,64 %
ω(ZnCl2) = 6,12 г / 107,725 г = 0,0568, или 5,68 %

Ответ: ω(CdCl2) = 0,0464, или 4,64 %, ω(ZnCl2) = 0,0568, или 5,68 %

Слайд #25

Слайд #26

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Расчет состава смеси

Смесь, состоящую из хлоридов натрия и калия, массой 6,49 г растворили в воде и добавили
340 г 20 %-го раствора нитрата серебра. Осадок отделили, а в фильтрат опустили железную проволоку. Через некоторое время масса проволоки увеличилась на 4,8 г. Определите массовые доли хлоридов в исходной смеси.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Слайд #27

Решение
Уравнение реакции:

Слайд #28

Решение
Используем данные о растворе нитрата серебра, рассчитаем количество
вещества AgNO3 в исходном растворе:
n(AgNO3) = (0,02 ∙ 340)/170 = 0,4 моль  
Затем можно провести расчеты, связанные с изменением массы проволоки, указанной в условии
Пусть прореагировало х моль Fe, тогда в соответствии с уравнением реакции выделится 2х моль Ag
Изменение массы проволоки происходит за счет растворения железа и выделения серебра:
∆m= 2xM(Ag) – xM(Fe) = 2x ∙108 – x ∙ 56 = 4,8 г, x = 0,03 моль
То есть в растворе после реакций AgNO3 с хлоридами осталось 0,03 моль AgNO3
На реакцию с хлоридами пошло 0,01 моль нитрата серебра:
n(AgNO3)реаг. с хлоридами = 0,01 моль

Слайд #29

Решение
Металлы в хлоридах и серебро одновалентные.
Составим систему уравнений для расчета количества вещества исходных
хлоридов:
х + у = 0,1
58,5х + 74,5у = 6,49
х = 0,06 моль, у = 0,04 моль

4. Массы солей и их массовые доли в смеси:
m(NaCl) = 0,06 ∙ 58,5= 3,51 г
m(KCl) = 0,04 ∙ 74,5 = 2,98 г
ω(NaCl) = (3,51 / 6,49) ∙ 100 % = 54,08 %
ω(KCl) = (2,98 / 6,49) ∙ 100 % = 45,92 %

Ответ: ω(NaCl) = 54,08 %; ω(KCl) = 45,92 %.

Слайд #30

Слайд #31

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Расчет по уравнению реакции на избыток/недостаток и определение состава продукта

Натрий массой 6,9 г растворили в 110 мл воды. К полученному раствору добавили 196 г 15 %-го раствора фосфорной кислоты. Определите состав образовавшейся соли и ее массовую долю в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Слайд #32

Решение
Уравнения реакций:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O

Количество вещества реагентов и продуктов, их массы
n(Na) = 6,9 / 23 = 0,3 моль
n(NaOH) = n(Na) = 0,3 моль
n(H2) = 0,15 моль
m(H2) = 0,15 ∙ 2 = 0,3 г
m(NaOH) = 0,3 ∙ 40 = 12 г
m(NaOH)раствора = 12 + 110 – 0,3 = 121,7 г
Количество вещества ортофосфорной кислоты:
n(H3PO4) = (196 ∙ 0,15) / 98 = 0,3 моль

Слайд #33

Решение
n(H3PO4) = n(NaOH)
Значит, кислота и щелочь реагируют в соотношении 1 : 1
Следовательно, образуется кислая соль NaH2PO4
m(NaH2PO4) = 0,3 ∙ 120 = 36 г
4. Массовая доля соли в образовавшемся растворе:
m р-ра = 121,7 + 196 = 317,7 г
ω(NaH2PO4)= 36 / 317,7 = 0,1133, или 11,33 %

Ответ: кислая соль NaH2PO4, ω(NaH2PO4) = 11,33 %.

Слайд #34

Слайд #35

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Задача на частичное разложение

При частичном термическом разложении образца нитрата магния образовался твердый остаток массой 11,575 г. К остатку добавили 280 г 11 %-го раствора гидроксида калия. При этом образовался раствор с массой 320 г и массовой долей гидроксида калия 7 %. Определите массу исходного образца нитрата магния.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Слайд #36

Решение
Уравнения реакций:
2Mg(NO3)2 → 2MgO +4NO2↑ + O2↑
Mg(NO3)2 + 2KOH = Mg(OH)2↓ + 2KNO3
2. Количество вещества гидроксида калия, вступившего в реакцию с неразложившимся нитратом
магния: n(KOH) исх. = (280 ∙ 0,11) / 56 = 0,55 моль (было в исходном растворе)
n(KOH) конечн. = (320 ∙ 0,07) / 56 = 0,4 моль (осталось в конечном растворе)
n(KOH) реаг. = 0,55 – 0,4 = 0,15 моль
В реакцию с неразложившимся нитратом магния вступило 0,15 моль гидроксида калия
Расчет количества вещества неразложившегося нитрата магния и образовавшегося оксида
магния: n(Mg(NO3)2) реаг. = 2n(KOH) реаг. = 0,15 / 2 = 0,075 моль
n(MgO) = (11,575 – 0,075 ∙ 85) / 40 = 0,13 моль
m(Mg(NO3)2) реаг. = 0,075 ∙ 85 = 6,375 г
4. Количество вещества разложившегося нитрата магния:
n(Mg(NO3)2) разл. = n(MgO) = 0,13 моль
m(Mg(NO3)2) разл. = 0,13 ∙ 85 = 11,05 г
m(Mg(NO3)2) исх. = 11,05 + 6,375 = 17,425 г

Ответ: m(Mg(NO3)2) исх. = 17,425 г.

Слайд #37

Слайд #38

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Задача на «атомистику»

Смесь оксида магния и фосфида магния, в которой массовая доля атомов магния равна 54,4 %, растворили в 365 г 34 %-ой соляной кислоты. При этом реагирующие вещества вступили в реакцию полностью. К полученному раствору добавили 232 г 30 %-го раствора фторида калия. Вычислите массовую долю хлорида калия в конечном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин). (Данная задача из банка заданий ФИПИ).

Слайд #39

Решение
Уравнения реакций:

0,2 моль 0,4 моль 0,2 моль рассчитано по условию
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
2 моль по уравнению (коэффициенты)

0,5 моль 3 моль 1,5 моль рассчитано по условию
Mg3P2 + 6HCl = 3MgCl2 + 2PH3
6 моль по уравнению (коэффициенты)

1,7 моль
MgCl2 + 2KF = MgF2 + 2KCl

Слайд #40

Решение
2. Рассчитаем количества веществ участников реакций:
n(HCl)=365 ∙ 0,34/36,5 = 3,4 моль
n(KF)=232 ∙ 0,3/58 = 1,2 моль
3. Пусть n(MgO) = х моль, а n(Mg3P2) = у моль
В первых двух реакциях все вещества прореагировали полностью
Массовая доля магния в смеси может быть представлена выражением:
ω(Mg) = m(Mg) m(смеси MgO и Mg3P2 ) = 0,544
Составим систему уравнений и найдем количество веществ в исходной смеси





х = 0,2 моль; у = 0,5 моль

Слайд #41

Решение
Следовательно, в исходной смеси было 0,2 моль оксида магния и 0,5 моль фосфида магния. Подставим полученные значения над уравнениями реакций, так будет легче определить значения количеств всех участников реакций
Получим, что всего образовалось 1,7 моль хлорида магния
Из уравнения видно, что ν(MgCl2) > ν(KF), то есть хлорид магния в избытке
4. Найдем массовую долю хлорида калия в конечном растворе:
n(KF) = n(KCl) = 1,2 моль
m(KCl) = 1,2 ∙ 74,5 = 89,4 г
Рассчитаем массу конечного раствора:
mраствора = mсмеси + mраствора (HCl) + mраствора (КCl) – m(PH3) – m(MgF2) =

=0,2 ∙ 40 + 0,5 ∙ 134 + 365 + 232 – 1 ∙ 34 – 0,6 ∙ 62 = 601 г

ω(KCl) = 89,4 601 ∙ 100 % = 14,9 %

Ответ: ω(KCl) = 14,9 %.

Слайд #42

Слайд #43

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Задача на растворимость

Растворимость безводного сульфида натрия при некоторой температуре составляет 15,6 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 289 г насыщенного раствора сульфида натрия. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора хлорида алюминия. К раствору во второй колбе добавили 100 г раствора соляной кислоты, взятой в избытке. Объем газа, выделившийся из второй колбы, оказался в 1,5 раза больше объема газа, выделившегося из первой колбы. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях). Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин). (Данная задача из банка заданий ФИПИ).

Слайд #44

Решение
Уравнения химических реакций:

х моль х моль
3Na2S + 2AlCl3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl
(колба 1)
3 моль 3 моль

1,5х моль 1,5 х моль
Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑
(колба 2)

Слайд #45

Решение
Используя понятие растворимость, рассчитаем массу и количество вещества
Na2S в приготовленном насыщенном растворе:
15,6 г Na2S содержится в 115,6 г раствора
х г Na2S содержится в 289 г раствора
m (Na2S)исх.= х = 15,6∙289 115,6 = 39 г; n (Na2S) = 39/78 = 0,5 моль
Пусть х моль газа выделилось в колбе 1, тогда 1,5х моль газа выделилось в колбе 2 (по условию задачи)
Подставим значения количества веществ, выраженные через х, в уравнения реакций:
n (Na2S) = n (H2S) = x моль (в колбе 1)
n (Na2S) = n (H2S) = 1,5 x моль (в колбе 2)
Из условия следует, что весь сульфид прореагировал, так как в колбы добавляли растворы веществ, взятых в избытке
Тогда получим, что х + 1,5х = 0,5 моль; х = 0,2 моль

Слайд #46

Решение
3. Зная х, можем найти количество вещества NaCl по уравнению 2:
n (NaCl) = 2n (H2S) = 2 ∙ 1,5х = 3 ∙ 0,2 моль = 0,6 моль (по уравнению 2)
m(NaCl) = 0,6 моль ∙ 58,5 г/моль = 35,1 г
n (H2S) = 1,5x = 1,5 ∙ 0,2 моль = 0,3 моль
m(H2S) = 0,3 моль ∙ 34 г/моль = 10,2 г
4. Найдем массу раствора Na2S во второй колбе:
n (Na2S в колбе 2) = n (H2S) = 0,3 моль
0,5 моль Na2S содержалось в исходном растворе массой 289 г
0,3 моль Na2S содержалось в растворе массой х г во второй колбе
m(Na2S)раствора 2 колба = 0,3∗289 0,5 = 173,4 г
Рассчитаем массу конечного раствора в колбе 2 после реакции: m конечного раствора 2 колба =

=m(Na2S)раствора 2 колба + mраствора HCl – m(H2S) = 173,4 + 100 – 10,2 = 263,2 г

Рассчитаем массовую долю хлорида натрия в конечном растворе во второй колбе:
ω(NaCl)2 колба = 35,1 263,2 ∙ 100 % = 13,33 %
Ответ: ω(NaCl)во 2-ой колбе = 13,33 %.

Слайд #47

Слайд #48

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Задача на электролиз

Раствор нитрата цинка 252 г подвергли электролизу. Когда на катоде выделилось 13 г цинка, электролиз остановили, причем электролиз прошёл количественно.
К полученному горячему раствору добавили
4,48 г железа. Определите массовые доли веществ в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Слайд #49

Решение
Уравнения реакций:

0,2 моль 0,2 моль 0,2 моль 0,2 моль 0,4 моль
Zn(NO3)2 + 2H2O электролиз Zn + H2 + O2 + 2HNO3 (1)
1 моль 1 моль 2 моль

0,08 моль 0,08 моль 0,08 моль
Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (2)

Слайд #50

Решение
2. Используем физические величины, данные в условии.
Рассчитаем количество вещества цинка, которое выделилось на катоде:
n (Zn) = 13/65 = 0,2 моль
Следовательно, в 252 г раствора содержалось 0,2 моль нитрата цинка
n (Zn(NO3)2= n (Zn) = по уравнению реакции, m (Zn(NO3)2 = 0,2 ∙ 189 = 37,8 г
Рассчитаем количество вещества железа: n (Fe) = 4,48/56 = 0,08 моль
3. Определим количество вещества азотной кислоты по уравнению (1):
n (HNO3) = 2n (Zn) = 0,4 моль
В реакции (2) на 0,08 моль железа пойдет в 4 раза больше кислоты
n (HNO3)реаг. = 0,08 ∙ 4 = 0,32 моль, значит кислота в избытке во второй реакции, а железо прореагирует полностью, n (HNO3)ост. = 0,4 – 0,32 = 0,08 моль
n (Fe(NO3)3) = 0,08 моль, m (Fe(NO3)3) = 0,08 ∙ 242 = 19,36 г, m (HNO3)ост. = 0,08 ∙ 63 = 5,04 г
4. Рассчитаем массу конечного раствора:
m (раствора) = m ((Zn(NO3)2) – m (Zn) – m (H2) – m (O2) + m (Fe) – m (NO) =
= 252 – 13 – 0,2 ∙ 2 – 0,2 ∙ 32 + 4,48 – 0,2 ∙ 30 = 230,68 г
ω (Fe(NO3)3) = 19,36/230,68 = 0,0839 или 8,39 %, ω (HNO3) = 5,04/230,68 = 0,0218 или 2,18 %

Ответ: ω (Fe(NO3)3) = 8,39 %; ω (HNO3) = 2,18 %

Слайд #51

Слайд #52

Примеры расчетных задач по уравнениям химических реакций в неорганической химии
Задача на «порцию»

При проведении электролиза 500 г 16 % раствора сульфата меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. Вычислите массу 20 %-го раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин). (Данная задача из открытого банка заданий ФИПИ).

Слайд #53

Решение
Уравнения реакций:
0,1 моль 0,1 моль 0,1 моль 0,05 моль
2CuSO4 + 2H2O электролиз 2Cu + 2H2SO4 + O2 (1)
2 моль 2 моль 2 моль 1 моль

0,02 моль 0,04 моль 0,02 моль
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O (2) 1 моль 2 моль 1 моль (реакция в порции)
 
0,08 моль 0,16 моль 0,08 моль
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 ↓ + 2H2O (3)
1 моль 2 моль 1 моль (реакция в порции)

Слайд #54

Решение
2. Использование всех физических величин, приведенных в условии.
Находим массу сульфата меди в исходном растворе:
m (CuSO4) = mраствора ∙ ω (CuSO4) = 500 ∙ 0,16 = 80 г
Количество вещества сульфата меди: n (CuSO4) = m/M = 80/160 = 0,5 моль
Находим количество вещества и массу кислорода, выделившегося на аноде:
n (O2) = 1,12 / 22,4 = 0,05 моль, m (O2) = 0,05 ∙ 32 = 1,6 г
По уравнению реакции на аноде должно выделиться 0,25 моль газа, а по условию выделилось 0,05 моль. Следовательно, сульфат меди прореагировал частично. По количеству вещества кислорода, который выделился на аноде, найдем количество вещества сульфата меди, вступившего в электролиз:
2n (CuSO4) эл-лиз = n (O2) = 0,05 ∙ 2 = 0,1 моль, m (CuSO4) эл-лиз = 0,1 ∙ 160 = 16 г
Следовательно, в электролиз вступило 0,1 моль сульфата меди
В растворе после электролиза содержится 0,4 моль сульфата меди и 0,1 моль серной кислоты. Масса полученного раствора после электролиза:
mр-ра после эл-за = m исх. р-ра – m(O2) – m(Cu) = 500 – 1,6 – 6,4 = 492 г

Слайд #55

Решение
3. Из полученного раствора массой 492 г отобрали порцию массой 98,4 г. То есть отобрали 1/5 часть. Значит, количество веществ в порции уменьшится в 5 раз. Таким образом, порция содержит 0,08 моль CuSO4 и 0,02 моль H2SO4.
n (CuSO4)порц. = 0,08 моль
n (H2SO4)порц. = 0,02 моль
Чтобы полностью осадить ионы меди, гидроксид натрия должен прореагировать не только с сульфатом меди, но и с серной кислотой в растворе (уравнения 2 и 3)
В реакции (2) израсходуется 0,04 моль NaOH, в реакции (3) — 0,16 моль NaOH
n (NaOH)общ. = 0,04 + 0,16 = 0,2 моль
m (NaOH) = 0,2 ∙ 40 = 8 г
m (NaOH) раствора = m(NaOH) 𝜔 = 8 0,2 = 40 г

Ответ: m(NaOH) раствора = 40 г.

Слайд #56

Что общего в этих задачах?
Алгоритм решения, на основе которого выстраиваются критерии оценивания:
















Всего максимально за задачу можно получить 4 балла.
Следует в бланке ответов записать все те этапы решения, которые получились, чтобы не терять баллы

Слайд #57

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!