Раздел 1. Общая и неорганическая химия.

Типовые примеры решения задач

Пример 1. Вычислите относительную молекулярную массу серной кислоты, химическая формула которой Н₂SO₄.

Решение. Для вычисления относительной молекулярной массы необходимо суммировать относительные атомные массы элементов (их взять из периодической таблицы Д.И.Менделеева), образующих соединение с учетом числа атомов:

М_r (Н₂SO₄)= 1×2+32+16×4=98

Ответ: М_r (Н₂SO₄)=98

Пример 2.Вычислите массовую долю кислорода в веществе, формула которого SО₃.

Решение. Массовая доля элемента в веществе (w) показывает, какую часть относительной молекулярной массы вещества составляет относительная атомная масса элемента, умноженная на индекс (n) при знаке элемента в формуле. Массовая доля – величина безразмерная. Выражается в долях от единицы или в процентах.

Вычисляем относительную молекулярную массу SО3:

Мr (SO3) = 32+16×3=80

Вычисляем массовую долю кислорода.

Относительная атомная масса кислорода из периодической таблицы Д.И.Менделеева Аr(О) =16

Составим пропорцию: Мr (SO3) 80 - 100%

Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru

w(О)=60%

Ответ: w(О)=60%

Пример 3. Какое количество вещества оксида меди (II) содержится в 120 г его массы?

Решение. Используем формулу Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru ,

где n- количество вещества;

m- масса вещества;

М – молярная масса вещества, численно равна относительной молекулярной массе

Относительная молекулярная масса Мr(СuО)=64+16=80, следовательно, молярная масса

М (СuО)=80г/моль.

Пользуясь соотношением Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru

находим количество вещества: n(СuО)= Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru

Ответ: n(СuО)= 1,5 моль

Пример 4. Определите массу гидроксида натрия количеством вещества 2 моль.

Решение. Используем формулу Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru , находим

Молярная масса М(NаOH)= 23+16+1=40г/моль.

M=nM

m(NаOH)= 2 Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru 40г/моль=80г.

Ответ: m(NаOH)=80 г.

Пример 5.Какой объем занимает 4 моль углекислого газа СО2.

Решение. Используем формулу Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru , где Vm=22,4 л/моль

V(СО2)=n(CO2) Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru Vm= 4 22,4л/моль= 89,6л.

Ответ: V(СО2)=89,6 л.

Пример 6. Вычислите массу осадка, полученного действием раствора, содержащего 8г гидроксида натрия с раствором сульфата меди(II).

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: m(NаOH)=8г Найти: m(Cu(OH)2)-?
2.Составьте уравнение химической реакции	Решение: CuSO4+2 NаOH= Cu(OH)2+Na2SO4
3.В уравнении подчеркните формулы веществ, которые записаны в «Дано» и «Найти»	CuSO4+2 NаOH= Cu(OH)2+Na2SO4
Под подчеркнутыми формулами подписать по коэффициентам «моли»	CuSO4+2 NаOH=Cu(OH)2+Na2SO4 2 моль 1 моль
Вычислите количество вещества n, которое записано в «Дано»	n(NаOH) =
Подпишите найденное n под формулой этого вещества	CuSO4+2 NаOH= Cu(OH)2+Na2SO4 2 моль 1 моль 0,2 моль
Под формулой вещества, массу которого надо найти, поставьте х моль	CuSO4+2 NаOH= Cu(OH)2+Na2SO4 2 моль 1 моль 0,2 моль х моль
Из полученной пропорции выразите х	2 моль 1 моль 0,2 моль х моль х = – это количество вещества n( Cu(OH)2)
Зная n(Cu(OH)2) найдите массу Cu(OH)2	m=nM m(Cu(OH)2)= n Cu(OH)2 M Cu(OH)2 M Cu(OH)2 =64+(16+1) 2=98г/моль m(Cu(OH)2)=0,1 98г/моль=9,8г
Запишите ответ	Ответ: m(Cu(OH)2)=9,8г

Задача.Какую массу оксида кальция можно получить при термическом разложении 600 г известняка, содержащего 10% примесей?

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: m(СаСО₃)=600г W(примесей)=10% Найти: m(CаO)-?
2.Составьте уравнение химической реакции	Решение: СаСО₃ = СаО+СО₂
3.В уравнении подчеркните формулы веществ, которые записаны в «Дано» и «Найти»	СаСО₃ = СаО+СО₂
4.Найдите массу чистого вещества (освободиться от примесей)	600г - 100% Х г - 10% Х= - масса примесей, Тогда масса чистого СаСО₃ равна 600-60=540г
5.Под подчеркнутыми формулами подпишите по коэффициентам «моли»	СаСО₃ = СаО+СО₂ _{1 моль 1 моль}
6.Вычислите количество вещества n, которое записано в «Дано». Для расчета берите уже массу чистого вещества	n(СаСО₃) =
7.Подпишите найденное n под формулой этого вещества	СаСО₃ = СаО+СО₂ _{1 моль 1 моль} _{5,4 моль}
8.Под формулой вещества, массу которого надо найти, поставьте х моль	СаСО₃ = СаО+СО₂ _{1 моль 1 моль} _{5,4 моль х моль}
9.Из полученной пропорции выразите х	_{1 моль 1 моль} _{5,4 моль х моль} х = – это количество вещества n(СаО)
10.Зная n( CаО) найдите массу CаO	m=nM m(CаO)= n (CаO) M (СаО) M (CаО) =40+16=56г/моль m(СаО)=5,4 г/моль=302,4г
11.Запишите ответ	Ответ: m(СаО)=302,4г

Задача.Определите массовую долю (в %) КОН в растворе, если КОН массой 40 г растворен в воде массой 160 г.

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: m(КОН)=40 г m(воды)=160 г Найти: W (КОН)-?
2. Запишите формулу нахождения массовой доли вещества в растворе
3.Вычислите общую массу раствора	m(раствора)=m(КОН)+m(Н₂О) m(раствора)=40+160=200г
4.Подставьте известные величины в формулу
5.Запишите ответ	Ответ:

Задача 1.Какое количество теплоты выделится при сгорании в кислороде 12 г водорода. Термохимическое уравнение горения водорода:

2Н₂+ О₂ → 2Н₂О + 571,6 кДж

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: m(Н₂)=12 г Найти: Q - ?
2.Составьте уравнение химической реакции.	Решение: 2Н₂ + O₂= 2Н₂О+ 571,6 кДж
3.В уравнении подчеркните, что записано в «Дано»	2Н₂ + O₂= 2Н₂О+ 571,6 кДж
4.Под подчеркнутой формулой подпишите число моль:	2Н₂ + O₂= 2Н₂О+ 571,6 кДж _{2 моль}
5.Вычислите количество вещества n, которое записано в «Дано».	n(Н₂) =
6.Подпишите найденное n под формулой этого вещества	2Н₂ + O₂= 2Н₂О+ 571,6 кДж _{2 моль} _{6 моль}
7.Составьте пропорцию:	_{при сгорании 2 моль выделится 571,6 кДж теплоты} _{при сгорании 6 моль выделится х кДж теплоты}
8.Из полученной пропорции выразите х	_{1 моль 571,6 кДж} _{6 моль х кДж} х = – это Q
9. Запишите ответ	Q=

Задача 2. Составьте термохимическое уравнение, если известно, что при сгорании 1 г магния выделяется 25,6 кДж теплоты.

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: m(Мg)=1 г Q=25,6 кДж Найти: Q' - ?
2. Чтобы составить термохимическое уравнение реакции, нужно вычислить тепловой эффект реакции, написать уравнение горения магния и указать в нем значение этой величины.
3.Составьте уравнение химической реакции.	Решение: 2Мg + O2 = 2МgО
4.При анализе условия и уравнения горения магния делают вывод, что, для того чтобы найти тепловой эффект реакции, нужно вычислить количество теплоты, которое выделится при сгорании 2 моль
5.В уравнении подчеркните, что записано в «Дано»	2Мg + O₂ = 2МgО
6.Под подчеркнутой формулой подпишите число моль:	2Мg + O₂ = 2МgО _{2 моль}
7.Вычислите количество вещества n, которое записано в «Дано».	n(Мg) =
8.Подпишите найденное nпод формулой этого вещества	2Мg + O₂ = 2МgО _{2 моль} _{0,04 моль}
9.Составьте пропорцию:	_{при сгорании 0,04 моль магния выделится 25,6 кДж теплоты} _{при сгорании 2 моль магния выделится х кДж теплоты}
10.Из полученной пропорции выразить х	_{0,04 моль 25,6 кДж} _{2 моль х кДж} х =
11. Запишите ответ	2Мg + O₂ = 2МgО + 1280 кДж

Задача 3.На гидроксид натрия, взятый в необходимом количестве, подействовали раствором, содержащим 252 г азотной кислоты. Вычислите массу полученной соли, если практический выход составляет 90 % от теоретического.

Количество продукта, рассчитанное по уравнению, является максимально возможным значением (теоретическое значение,m_теор). На практике из-за потерь обычно получают меньшее количество (практическое значение,m_практ., m_{практ <}m_теор).

Практический выход продукта определяется отношением его практического количества к теоретическому: ᶮ = Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru

При получении продукта в газообразном или жидком состоянии часто определяют отношение не масс, а объемов готового вещества. В этом случае вычисляют объемную долю выхода продукта: ᶮ= Раздел 1. Общая и неорганическая химия. - student2.ru .

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: m(НNО₃)=252 г _ᶮ(соли)=90% Найти: m(соли)-?
2.Составьте уравнение химической реакции. Рассчитайте массу соли по уравнению – это теоретическая масса соли	Решение: NаОН + НNO₃ = NаNO₃+Н₂О
3.В уравнении подчеркните формулы веществ, которые записаны в «Дано» и «Найти»	NаОН + НNO₃ = NаNO₃+Н₂О
5.Под подчеркнутыми формулами подпишите по коэффициентам число моль	NаОН + НNO₃ = NаNO₃+Н₂О _{1 моль 1 моль}
6.Вычислите количество вещества n, которое записано в «Дано».	n(НNO₃) =
7.Подпишите найденное n под формулой этого вещества	NаОН + НNO₃ = NаNO₃+Н₂О _{1 моль 1 моль} _{4 моль}
8.Под формулой вещества, массу которого надо найти, поставьтех моль	NаОН + НNO₃ = NаNO₃+Н₂О _{1 моль 1 моль} _{4 моль х моль}
9.Из полученной пропорции выразите х	_{1 моль 1 моль} _{4 моль х моль} х = – это количество вещества n(NаNO₃)
10.Зная n(NаNO₃) найдите массу NаNO₃	m=nM m (NаNO₃)= n (NаNO₃) M (NаNO₃) M (NаNO₃=23+ 14+16 =85г/моль m(NаNO₃)=4 г/моль=340г – теоретическая масса соли
11.Вычислите практическую массу полученной соли	340 г - 100% Х г - 90% х = - практическая масса NаNO₃
11.Запишите ответ	Ответ: m (NаNO₃) =306 г

Задача.Какая масса воды образуется при взаимодействии серной кислоты со 100 г 10%-ного раствора гидроксида натрия?

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: M_р-ра(NаОН)=100г W(NаОН)=10% Найти: m(Н₂О)-?
2.Составьте уравнение химической реакции	Решение: 2NаОН + Н₂SO₄= Nа₂SO₄+2Н₂О
3.В уравнении подчеркните формулы веществ, которые записаны в «Дано» и «Найти»	2NаОН + Н₂SO₄= Nа₂SO₄+2Н₂О
4.Найдите массу NаОН в растворе	100г - 100% Х г - 10% Х= – масса NаОН
5.Под подчеркнутыми формулами подписать по коэффициентам «моли»	2NаОН + Н₂SO₄ = Nа₂SO₄+2Н₂О _{2 моль 2 моль}
6.Вычислите количество вещества n, которое записано в «Дано».	n(NаОН) =
7.Подпишите найденное n под формулой этого вещества	2NаОН + Н₂SO₄ = Nа₂SO₄+2Н₂О _{2 моль 2 моль} _{0,25 моль}
8.Под формулой вещества, массу которого надо найти, поставьте х моль	2NаОН + Н₂SO₄ = Nа₂SO₄+2Н₂О _{2 моль 2 моль} _{0,25 моль х моль}
9.Из полученной пропорции выразите х	_{2 моль 2 моль} _{0,25 моль х моль} х = – это количество вещества n(Н₂О)
10.Зная n(Н₂О) найдите массу Н₂О	m =nM m (Н₂О)= n (Н₂О) M (Н₂О) M (Н₂О) =1 2+16=18г/моль m(Н₂О)=0,25 г/моль=4,5г
11.Запишите ответ	Ответ: m(Н₂О)=4,5г

Задача.Вычислите массу осадка, полученного действием раствора, содержащего 8 г сульфата меди (II), на раствор, содержащий 10 г гидроксида натрия.

Количества, массы и объемы (для газов) реагентов не всегда берутся стехиометрическими, т.е. в соответствии с уравнением реакции и расчетным уравнением.

Чаще один реагент берется в избытке, а следовательно, другой реагент окажется в недостатке. Избыток реагента вступать в реакцию не будет.

Расчет получаемых количеств, масс и объемов (для газов) продуктов проводят только по реагенту в недостатке.

Последовательность действий	Пример выполнения действий
1.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений	Дано: m(СuSO₄)=8г m(NaOH)=10г Найти: m(Cu(OН)₂)-?
2.Составьте уравнение химической реакции	Решение: СuSO₄+ 2NaOH = Cu(OН)₂+ Na₂SO₄
3.В уравнении подчеркните формулы веществ, которые записаны в «Дано» и «Найти»	СuSO₄ + 2NaOH = Cu(OН)₂ + Na₂SO₄
4.Под подчеркнутыми формулами подпишите по коэффициентам число моль	СuSO₄ + 2NaOH = Cu(OН)₂ + Na₂SO₄ _{1 моль 2 моль 1 моль}
5.Под формулой вещества, массу которого надо найти поставьте х моль	СuSO₄ + 2NaOH = Cu(OН)₂ + Na₂SO₄ _{1 моль 2 моль 1 моль} _{х моль}
6.Вычислите количество веществ n, которые записаны в «Дано».	n(СuSO₄) = – то, что есть по условию задачи n(NaOH) = - то, что есть по условию задачи
7.Подпишите найденное n под формулами этих веществ	СuSO₄ + 2NaOH = Cu(OН)₂ + Na₂SO₄ _{1 моль 2 моль 1 моль} _{0,05 моль 0,25 моль х моль}
8. Найдите, какое из исходных веществ СuSO₄ или NaOH взято в избытке, составив пропорцию (х можно подставить или под СuSO₄ или NaOH)	Х= - должно быть NaOH, а его 0,25 моль, значит NaOH дан в избытке. Далее расчет ведем по недостатку, т.е по СuSO₄.
9.Выразите х уже через СuSO₄.	СuSO₄ + 2NaOH = Cu(OН)₂ + Na₂SO₄ _{1 моль}_{2 моль1 моль} _{0,05 моль}_{0,25 моль х моль}
10.Из полученной пропорции выразите х	_{1 моль 1 моль} _{0,05 моль х моль} х = – это количество вещества n(Cu(OН)₂)
11.Зная n(Cu(OН)₂) найдите массу Cu(OН)₂	m=nM m(Cu(OН)₂)= n (Cu(OН)₂) M (Cu(OН)₂) M (Cu(OН)₂) =64+17 =98г/моль m(Cu(OН)₂)=0,05 г/моль=4,9г
12.Запишите ответ	Ответ: m(Cu(OН)₂)=4,9г