Завдання для вирішення хімії. Вирішення типових завдань з хімії

Муніципальний бюджетний загальноосвітній заклад

«Середня загальноосвітня школа № 37

з поглибленим вивченням окремих предметів»

м. Виборг, Ленінградська область

«Рішення розрахункових завдань підвищеного рівняскладності»

(матеріали з підготовки до ЄДІ)

вчитель хімії

Підкладова Любов Михайлівна

2015 р.

Статистика проведення ЄДІ свідчить, що приблизно половина школярів справляється із половиною завдань. Аналізуючи підсумки перевірки результатів ЄДІз хімії учнів нашої школи, я дійшла висновку, що необхідно посилити роботу з вирішення розрахункових завдань, тому обрала методичну тему"Рішення завдань підвищеної складності".

Завдання - особливий виглядзавдань, що вимагає від учнів застосування знань у складанні рівнянь реакцій, іноді декількох, складання логічного ланцюжка у проведенні розрахунків. В результаті рішення з певного набору вихідних даних мають бути отримані нові факти, відомості, значення величин. Якщо алгоритм виконання завдання наперед відомий, воно перетворюється із завдання на вправу, мета яких – перетворення умінь на навички, доведення їх до автоматизму. Тому на перших заняттях з підготовки учнів до ЄДІ нагадую про величини та одиниці їх виміру.

Величина

Позначення

Одиниці виміру

в різних системах

р, мг, кг, т, …*(1г = 10 -3 кг)

л, мл, см 3 м 3 …

* (1мл = 1см 3 , 1 м 3 = 1000л)

густина

г/мл, кг/л, г/л,...

Відносна атомна маса

Відносна молекулярна маса

Молярна маса

г/моль, …

Молярний обсяг

V m або V M

л/моль, …(при н.у. – 22,4 л/моль)

Кількість речовини

моль, кмоль, млмоль

Відносна щільність одного газу по іншому

Масова частка речовини у суміші або розчині

Об'ємна частка речовини у суміші або розчині

Молярна концентрація

моль/л

Вихід продукту від теоретично можливого

Постійна Авогадро

N A

6,02 10 23 моль -1

Температура

t 0 або

за шкалою Цельсія

за шкалою Кельвіна

Тиск

Па, кПа, атм., мм. рт. ст.

Універсальна газова постійна

8,31 Дж/моль∙К

Нормальні умови

t 0 = 0 0 C або Т = 273К

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

Потім пропоную алгоритм розв'язання задач, який використовую протягом кількох років у своїй роботі.

"Алгоритм вирішення розрахункових завдань".

V(р-ра)V(р-ра)

↓ρ ∙ Vm/ ρ

m(р-ра)m(р-ра)

↓m∙ ω m/ ω

m(В-ва)m(В-ва)

↓ m/ MM∙ n

n 1 (В-ва)-- за ур. р-ції.→ n 2 (В-ва)→

V(газу) / V M ↓ n∙ V M

V 1 (газу)V 2 (газу)

Формули, що використовуються для вирішення задач.

n = m / Mn(газу) = V(газу) / V M n = N / N A

ρ = m / V

D = M 1(газу) / M 2(газу)

D(H 2 ) = M(газу) / 2 D(пов.) = M(газу) / 29

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

ω = m(В-ва) / m(суміші або розчину)  = V(В-ва) / V(суміші або розчину)

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

З = n / V

М (суміші газів) = V 1 (газу) ∙ M 1(газу) + V 2 (газу) ∙ M 2(газу) / V(суміші газів)

Рівняння Менделєєва – Клапейрона:

P∙ V = n∙ R∙ T

Для здачі ЄДІ, де типи завдань досить стандартні (№24, 25, 26), що навчається потрібно передусім показати знання стандартних алгоритмів обчислень, і лише у завданні №39 йому може зустрітися завдання з невизначеним йому алгоритмом.

Класифікація хімічних завдань підвищеної складності утруднена тим, що більшість із них – завдання комбіновані. Я поділила розрахункові завдання на дві групи.

1.Завдання без використання рівнянь реакцій. Описується деякий стан речовини чи складної системи. Знаючи одні характеристики цього стану, треба знайти інші. Прикладом можуть бути завдання:

1.1 Розрахунки за формулою речовини, характеристиками порції речовини

1.2 Розрахунки за характеристиками складу суміші, розчину.

Завдання зустрічаються в ЄДІ - № 24. Для тих, хто навчається, вирішення таких завдань не викликає труднощів.

2. Завдання з використанням одного чи кількох рівнянь реакцій. Для їх вирішення, крім характеристик речовин, треба використовувати і характеристики процесів. У задачах цієї групи можна виділити такі типи завдань підвищеної складності:

2.1 Утворення розчинів.

1) Яку масу оксиду натрію необхідно розчинити в 33,8 мл води, щоб отримати 4% розчин гідроксиду натрію.

Знайти:

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

Нехай маса 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

Відповідь: m (Na 2 O ) = 1,08 г

2) До 200 мл розчину гідроксиду натрію (ρ = 1,2 г/мл) з масовою часткою луги 20% додали натрій металевий масою 69 г.

Яка масова частка речовини в розчині, що утворився?

Знайти:

ω 2 (NaOH)

Дано:

V (NaO Н) розчину = 200 мл

ρ (р-ра) = 1,2 г/мл

ω 1 (NaOH) = 20%

m (Na) = 69 г

М (Na ) =23 г/моль

Металевий натрій взаємодіє з водою у розчині луги.

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 заг. (NaOH) = 120 + 48 = 168 (г)

n (Н 2) = 1,5 моль

m (H 2) = 3 г

m (р-ра після р-ції) = 240 + 69 - 3 = 306 (г)

ω 2 (NaOH) = 168 / 306 = 0,55 (55%)

Відповідь: ω 2 (NaOH ) = 55%

3) Яку масу оксиду селену (VI) слід додати до 100 г 15%-ного розчину селенової кислоти, щоб збільшити її масову частку вдвічі?

Знайти:

m (SeO 3)

Дано:

m 1 (H 2 SeO 4) розчину = 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

Нехай 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 заг. (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

Відповідь: m (SeO 3) = 17,8 г

2.2 Розрахунок за рівняннями реакцій, коли одна з речовин перебуває у надлишку/

1) До розчину, що містить 9,84 г нітрату кальцію, додали розчин, що містить 9,84 г ортофосфату натрію. Осад, що утворився, відфільтрували, а фільтрат випарили. Визначте маси продуктів реакції та склад сухого залишку у масових частках після випарювання фільтрату, якщо вважати, що утворюються безводні солі.

Знайти:

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) заг. = n (Na 3 PO 4) заг. = 9,84/164 =

Сa (NO 3) 2 0,06/3< 0,06/2 Na 3 PO 4

Na 3 PO 4 взято в надлишку,

розрахунки проводимо 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)

До складу фільтрату входить розчин NaNO 3 та

розчин надлишку Na 3 PO 4.

n прореаг. (Na 3 PO 4) = 0,04 моль

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

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

Сухий залишок містить суміш солей NaNO 3 та 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%

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

2) Скільки літрів хлору виділиться, якщо до 200 мл 35% - ної соляної кислоти

(ρ =1,17 г/мл) додати при нагріванні 26,1 г оксиду марганцю (IV) ? Скільки г гідроксиду натрію в холодному розчині прореагує з цією кількістю хлору?

Знайти:

V (Cl 2)

m (NaO Н)

Дано:

m (MnO 2 ) = 26,1 г

ρ (HCl розчину) = 1,17 г/мл

ω (HCl ) = 35%

V (HCl) розчину) = 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-ну (НCl) = 200 ∙ 1,17 = 234(г)

m заг. (НCl) = 234 ∙ 0,35 = 81,9 (г)

n (НCl) = 81,9 /36,5 = 2,24 (моль)

0,3 < 2.24 /4

НCl - у надлишку, розрахунки з 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 Склад розчину, одержаного в ході реакції.

1) У 25 мл 25%-ного розчину гідроксиду натрію (ρ =1,28 г/мл) розчинений оксид фосфору (V), отриманий при окисненні 6,2 г фосфору. Якого складу утворюється сіль та яка її масова частка у розчині?

Знайти:

ω (солі)

Дано:

V (NaOH) розчину = 25 мл

ω (NaOH) = 25%

m(Р) = 6,2 г

ρ (NaOH) розчину = 1,28 г/мл

М (NaOH) = 40 г/моль

М (Р) = 31 г/моль

М (Р 2 Про 5) = 142 г/моль

М (NaH 2 РВ 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 Про 5 = 2 Na 2 H РО 4 + H 2 O

n (Р) = 6,2/31 = 0,2 (моль)

n (Р 2 Про 5) = 0,1 моль

m (Р 2 Про 5) = 0,1 ∙ 142 = 14,2(г)

m (NaO Н) розчину = 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)

За кількісним співвідношенням NaO Н і Р 2 Про 5

можна дійти невтішного висновку, що утворюється кисла сіль NaH 2 РО 4.

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

2моль 1моль 2моль

0,2моль 0,1моль 0,2моль

n (NaH 2 РВ 4) = 0,2 моль

m (NaH 2 РВ 4) = 0,2 ∙ 120 = 24 (г)

m (р-ра після р-ції) = 32 + 14,2 = 46,2 (г)

ω (NaH 2 РВ 4) = 24/46,2 = 0 52 (52%)

Відповідь: ω (NaH 2 РО 4) = 52%

2) При електролізі 2 л водного розчину натрію сульфату з масовою часткою солі 4%

(ρ = 1,025 г/мл) на нерозчинному аноді виділилося 448 л газу (н.у.) Визначте масову частку сульфату натрію в розчині після електролізу.

Знайти:

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 (Про 2) = 448 л

V М = 22,4 л/моль

При електролізі сульфату натрію проходить розкладання води, аноді виділяється газ кисень.

2 H 2 O = 2 H 2 + О 2

2 моль 1моль

n (Про 2) = 448/22,4 = 20 (моль)

n (H 2 O ) = 40 моль

m (H 2 O) розл. = 40 ∙ 18 = 720 (г)

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

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

m (р-ра після ел-за) = 2050 - 720 = 1330 (г)

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

Відповідь: ω (Na 2 SO 4 ) = 0,062 (6,2%)

2.4 В реакцію вступає суміш відомого складу, необхідно знайти порції витрачених реагентів, та/або отриманих продуктів.

1) Визначити обсяг суміші газів оксиду сірки (IV) та азоту, в якій міститься 20 % сірчистого газу по масі, який треба пропустити через 1000 г 4%-ного розчину гідроксиду натрію, щоб масові частки солей, що утворюються в розчині, стали однаковими.

Знайти:

V (газів)

Дано:

m (NaOH) = 1000 г

ω (NaOH) = 4%

m (середньої солі) =

m (кислої солі)

М (NaOH) = 40 г/моль

Відповідь: V (газів) = 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)

Нехай n 1 (NaOH ) = x, тоді 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 заг. (SO 2 ) = 0,69 моль

m заг. (SO 2) = 0,69 ∙ 64 = 44,16(г) – це становить 20% від маси суміші газів. Маса газу азоту становить 80%.

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

n заг. (газів) = 0,69 + 6,31 = 7 моль

V (газів) = 7 ∙ 22,4 = 156,8 (л)

2) При розчиненні 2,22 г суміші залізної та алюмінієвої тирси в 18,25%-ному розчині соляної кислоти (ρ = 1,09 г/мл) виділилося 1344 мл водню (н.у.). Знайдіть відсотковий вміст кожного з металів у суміші та визначте об'єм соляної кислоти, який знадобився для розчинення 2,22 г суміші.

Знайти:

ω (Fe)

ω (Al)

V (HCl ) р-ну

Дано:

m (суміші) = 2,22 г

ρ (HCl розчину) = 1,09 г/мл

ω (HCl) = 18,25%

M (Fe ) = 56 г/моль

М (Al) = 27 г/моль

М (HCl ) =36,5 г/моль

Відповідь: ω (Fe) = 75.7%,

ω (Al) = 24,3%,

V (HCl) розчину) = 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)

Нехай m (Al) = x, тоді 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-ну (NaOH) = 0,05 ∙ 40/0.4 = 5(г)

V (HCl ) розчину = 24/1,09 = 22 (мл)

3) Газ, отриманий при розчиненні 9,6 г міді концентрованої сірчаної кислоти, пропустили через 200 мл розчину гідроксиду калію (ρ =1 г/мл, ω (До OH) = 2,8%). Якого складу утворюється сіль? Визначити її масу.

Знайти:

m (солі)

Дано:

m (Cu) = 9.6 г

V (КО Н) розчину = 200 мл

ω (КОH ) = 2,8%

ρ (H 2 O ) = 1 г/мл

М (Cu ) =64 г/моль

М (КОH ) =56 г/моль

М (КНSO 3) = 120 г/моль

Відповідь: m (КНSO 3) = 12 г

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

1 моль 1 моль

КО Н + SO 2 = KHSO 3

1 моль 1 моль

2 КО 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 (КО Н) розчину = 200 г

m (КО Н) в-ва = 200 г ∙ 0,028 = 5,6 г

n (КО Н) =5,6/56 = 0,1 (моль)

По кількісному співвідношенню SO 2 і КОН можна дійти невтішного висновку, що утворюється кисла сіль KHSO 3.

КО 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 розчину хлориду заліза (II) (ρ =1.03г/мл) пропускали хлор до тих пір, поки концентрація хлориду заліза (III) у розчині не стала дорівнює концентрації хлориду заліза (II). Визначте об'єм поглиненого хлору (н.у.)

Знайти:

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) розчину = 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

Нехай n (FeCl 2) прореаг. = x, тоді n (FeCl 3) зр. = х;

m (FeCl 2) прореаг. = 127х

m (FeCl 2) зуп. = 12,7 - 127х

m (FeCl 3) зр. = 162,5х

За умовою задачі m (FeCl 2) зуп. = 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)

Відповідь: V (Cl 2) = 0,5 (л)

5) Після прожарювання суміші карбонатів магнію і кальцію маса газу, що виділився, дорівнювала масі твердого залишку. Визначить масові частки речовин вихідної суміші. Який об'єм вуглекислого газу (н.у.) може бути поглинений 40 г цієї суміші, яка знаходиться у вигляді суспензії.

Знайти:

ω (MgCO 3)

ω (CaCO 3)

Дано:

m (тв.прод.) = m (газу)

m ( суміші карбонатів) = 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) Проведемо розрахунки, використовуючи 1 моль суміші карбонатів.

MgCO 3 = MgO + CO 2

1моль 1моль 1моль

CaCO 3 = CaO + CO 2

1моль 1моль 1моль

Нехай n (MgCO 3) = x, тоді n (CaCO 3) = 1 - x.

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

m (MgO) = 40x

m (СаO) = 56 ∙ (1 - x) = 56 - 56x

З суміші, взятої кількістю 1 моль, утворюється вуглекислий газ, кількістю 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 (суміші карбонатів) = 88 г

ω (MgCO 3) = 63/88 = 0,716 (71,6%)

ω (CaCO 3) = 28,4%

2) Суспензія суміші карбонатів при пропусканні вуглекислого газу перетворюється на суміш гідрокарбонатів.

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

m (СаCO 3) = 11,36 г

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

n заг. (З 2) = 0,4546 моль

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

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

V (CO 2 ) = 10,18 л.

6) Суміш порошків алюмінію та міді масою 2,46 г нагріли в струмі кисню. Отримане тверда речовинарозчинили у 15 мл розчину сірчаної кислоти (масова частка кислоти 39,2%, щільність 1,33 г/мл). Суміш повністю розчинилася без виділення газу. Для нейтралізації надлишку кислоти потрібно 21 мл розчину гідрокарбонату натрію з концентрацією 1,9 моль/л. Обчисліть масові частки металів у суміші та обсяг кисню (н.у.), що вступив у реакцію.

Знайти:

ω (Al); ω (Cu)

V (O 2)

Дано:

m (суміші) = 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) = 1,9 моль/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

Відповідь: ω (Al) = 21.95%;

ω ( Cu) = 78.05%;

V (O 2) = 0,672

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

4моль 3моль 2моль

2Cu + O 2 = 2CuO

2моль 1моль 2моль

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) розчину =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) заг = 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) Нехай 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) = 0.02моль

27x + 64y = 2,46

y = 0,03; n(Cu) = 0,03моль

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

nзаг . (O 2 ) = 0.03 моль

V (O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (л )

7) При розчиненні у воді 15,4 г сплаву калію з натрієм виділилося 6,72 л водню (н.у.). Визначте молярне відношення металів у сплаві.

Знайти:

n (К): n( Na)

m (Na 2 O)

Дано:

m(Сплаву) = 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 + 2 H 2 O= 2 К OH+ H 2

2 моль 1 моль

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

2 моль 1 моль

Нехай n(К) = x, n ( Na) = у, тоді

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;

0,5 х + 0,5 у = 0,3

у = 0,5, n ( Na) = 0,5 моль

8) При обробці 9 г суміші алюмінію з оксидом алюмінію 40% розчином гідроксиду натрію (ρ =1,4 г/мл) виділилося 3,36 л газу (н.у.). Визначити масові частки речовин у вихідній суміші та обсяг розчину луги, що вступив у реакції.

Знайти:

ω (Al)

ω (Al 2 O 3)

Vр-ра ( NaOH)

Дано:

M(див.) = 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) = 0,1моль

n 2 (NaOH) = 0,12моль

nзаг . (NaOH) = 0,22моль

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

Vр - ра (NaOH) = 22/1.4 = 16 (мл )

Відповідь : ω (Al) = 30%, ω(Al 2 O 3 ) = 70%, Vр - ра (NaOH) = 16мл

9) Сплав алюмінію та міді масою 2 г обробили розчином гідроксиду натрію, з масовою часткою луги 40 % (ρ =1,4 г/мл). Не осад, що розчинився, відфільтрували, промили і обробили розчином азотної кислоти. Отриману суміш випарили насухо, залишок прожарили. Маса отриманого продукту склала 0,8 г. Визначте масову частку металів у сплаві та обсяг витраченого розчину гідроксиду натрію.

Знайти:

ω (Cu); ω (Al)

Vр-ра ( NaOH)

Дано:

m(суміші) = 2 г

ω (NaOH)=40%

М( Al)=27 г/моль

М( Cu)=64 г/моль

М( NaOH)=40 г/моль

У лугу розчиняється лише алюміній.

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

2моль 2моль 3моль

Мідь - нерозчинний залишок.

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) = 0,1моль

m (Cu) = 0,64г

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

mр-ра ( NaOH) = 0,05 ∙ 40/0.4 = 5(г)

Vр-ра ( NaOH) = 5 / 1.43 = 3,5 (мл)

Відповідь: ω (Cu) = 32%, ω (Al) = 68%, Vр-ра ( NaOH) = 3,5 мл

10) Прожарили суміш нітратів калію, міді і срібла масою 18,36 р. Об'єм газів, що виділилися, склав 4,32 л (н.у.). Твердий залишок обробили водою, після чого його маса зменшилася на 3,4 г. Знайти масові частки нітратів у вихідній суміші.

Знайти:

ω (KNO 3 )

ω (Cu(NO 3 ) 2 )

ω (AgNO 3)

Дано:

m(суміші) = 18,36 г

∆m(твердий. зуп.)=3,4 г

V (CO 2) = 4,32 л

М (До NO 2) = 85 г/моль

М (До NO 3) =101 г/моль

2 К NO 3 = 2 К NO 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)

2моль 2моль 2моль 1моль

CuO + 2H 2 O= взаємодія не можлива

Ag+ 2H 2 O= взаємодія не можлива

До NO 2 + 2H 2 O= Розчинення солі

Зміна маси твердого залишку відбулася рахунок розчинення солі, отже:

m(До NO 2) = 3,4 г

n (До NO 2) = 3,4/85 = 0,04 (моль)

n (До NO 3) = 0,04 (моль)

m(До NO 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 заг. (газів) = 4,32/22,4 = 0,19 (моль)

n 2+3 (газів) = 0,17 (моль)

m(суміші без До NO 3) = 18,36 - 4,04 = 14,32 (г)

Нехай m (Cu(NO 3 ) 2 ) = x,тоді m (AgNO 3 ) = 14,32 - x.

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

n (AgNO 3) = (14,32 – x) / 170

n 2 (газів) = 2,5 х / 188,

n 3 (газів) = 1,5 ∙ (14,32 - х) / 170,

2,5 х/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%

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

11) Суміш гідроксиду барію, карбонатів кальцію та магнію масою 3,05 г прожарили до видалення летких речовин. Маса твердого залишку становила 2,21 р. Летні продукти призвели до нормальних умов і газ пропустили через розчин гідроксиду калію, маса якого збільшилася на 0,66 г. Знайти масові частки речовин у вихідній суміші.

ω (В a(OН) 2)

ω (З aЗ O 3)

ω (MgЗ O 3)

m(суміші) = 3,05 г

m(тв.ост.) = 2,21 г

∆ m(КІН) = 0,66 г

М ( H 2 O) = 18 г/моль

М (СО 2) = 44 г/моль

М (В a(OН) 2) = 171 г/моль

М (СаСО 2) = 100 г/моль

М ( Mg 2) =84 г/моль

У a(OН) 2 = H 2 O+ В aO

1 моль 1моль

З aЗ O 3 = СО 2 + С aO

1 моль 1моль

MgЗ O 3 = СО 2 + MgO

1 моль 1моль

Маса КОН збільшилася рахунок маси поглиненого СО 2

КОН + СО 2 →…

За законом збереження маси речовин

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

n ( H 2 O) = 0,01 моль

n (В a(OН) 2) = 0,01 моль

m(В a(OН) 2) = 1,71 г

ω (В a(OН) 2) = 1,71/3.05 = 0.56 (56%)

m(карбонатів) = 3,05 - 1,71 = 1,34 г

Нехай m(З aЗ O 3) = xтоді m(З aЗ O 3) = 1,34 – x

n 1 (С O 2) = n (С aЗ O 3) = x /100

n 2 (С O 2) = n ( MgЗ O 3) = (1,34 - x)/84

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

x = 0,05, m(З aЗ O 3) = 0,05 г

ω (З aЗ O 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)

ω (MgЗ O 3) =28%

Відповідь: ω (В a(OН) 2) = 56%, ω (З aЗ O 3) = 16%, ω (MgЗ O 3) =28%

2.5 В реакцію вступає невідоме речовин o / утворюється під час реакції.

1) При взаємодії водневого з'єднання одновалентного металу зі 100 г води одержали розчин з масовою часткою речовини 2,38%. Маса розчину виявилася на 0,2 г менше суми мас води та вихідної водневої сполуки. Визначте, яке з'єднання було взято.

Знайти:

Дано:

m (H 2 O) = 100 г

ω (Ме OH) = 2,38%

∆ m(Р-ра) = 0,2 г

М ( H 2 O) = 18 г/моль

МЕН + H 2 O= Ме OH+ Н 2

1моль 1моль 1моль

0,1моль 0,1моль 0,1моль

Маса кінцевого розчину зменшилася на масу водню газу.

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 у р-рі) = 100 - 1,8 = 98,2 (г)

ω (Ме OH) = m(Ме OH) / m(р-ра г/моль

Нехай m(Ме OH) = х

0,0238 = х/(98,2 + x)

x = 2,4, m(Ме OН) = 2,4 г

n(Ме OН) = 0,1 моль

М (Ме OН) = 2,4/0,1 = 24 (г/моль)

М(Ме) = 7 г/моль

Ме - Li

Відповідь: Liн.

2) При розчиненні 260 г невідомого металу сильно розведеної азотної кислоти утворюються дві солі: Ме(NПро 3 ) 2 іX. При нагріванніXз гідроксидом кальцію виділяється газ, який з ортофосфорною кислотою утворює 66 г гідроортофосфату амонію. Визначте метал та формулу соліX.

Знайти:

Дано:

m(Ме) = 260 г

m ((NH 4) 2 HPO 4) = 66 г

М (( NH 4) 2 HPO 4) =132 г/моль

Відповідь: Zn, сіль - 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 (NН 3) = n (NH 4 NO 3) = 1 моль

n(Ме) = 4моль

М(Ме) = 260/4 = 65 г/моль

Ме - Zn

3) У 198,2 мл розчину сульфату алюмінію (ρ = 1 г/мл) опустили пластину невідомого двовалентного металу. Через деякий час маса пластини зменшилася на 1,8 г, а концентрація солі, що утворилася, склала 18%. Визначте метал.

Знайти:

ω 2 (NaOH)

Дано:

Vрозчину = 198.2 мл

ρ (Р-ра) = 1 г/мл

ω 1 (солі) = 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-ції) = 198.2 (г)

m(Р-ра після р-ції) = 198.2 + 1,8 = 200 (г)

m (MeSO 4) в-ва = 200 ∙ 0,18 = 36(г)

Нехай М(Ме) = х, тоді М( MeSO 4) = х + 96

n ( MeSO 4) = 36/(х + 96)

n (Ме) = 36/(х + 96)

m(Ме) = 36 x/(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

Метал - Mg

Відповідь: Mg.

4) При термічному розкладанні 6,4 г солі в посудині ємністю 1 л при 300,3 0 З утворився тиск 1430 кПа. Визначте формулу солі, якщо при розкладанні її утворюється вода і погано розчинний у ній газ.

Знайти:

Формулу солі

Дано:

m(Солі) = 6,4 г

V(судина) = 1 л

Р = 1430 кПа

t=300.3 0 C

R= 8.31Дж/моль ∙ До

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

Умові завдання відповідають два рівняння:

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 (солі) = 0,1 моль

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

Відповідь: NH 4 N

Література

1. Н. Є. Кузьменко, В. В. Єрьомін, А. В. Попков «Хімія для школярів старших класів і вступників до ВНЗ», Москва, «Дрофа» 1999

2. Г.П.Хомченко, І.Г.Хомченко «Збірник завдань з хімії», Москва «Нова Хвиля * Онікс» 2000

3. К.Н.Зеленін, В.П.Сергутіна, О.В., О.В.Солод «Посібник з хімії для вступників до Військово – медичну академіюта інші вищі медичні навчальні заклади»,

Санкт - Петербург, 1999

4. Посібник для вступників до медичних інститутів «Завдання з хімії з рішеннями»,

Санкт - Петербурзький медичний інститутім.І.П.Павлова

5. ФІПІ «ЄДЕ ХІМІЯ» 2009 – 2015 р.

Напевно, кожен школяр чи студент технічного ВНЗхоча б раз ставив питання про те, як вирішити завдання з хімії. Як показує практика, більшість учнів вважають цю науку складною та незбагненною, часто вони просто не вірять у свої сили і здаються, так і не розкривши свій потенціал.

Насправді ж хімія є проблемою тільки з психологічної точки зору. Подолавши себе, усвідомивши свої можливості, ви легко освоїте ази цього предмета і перейдете до складніших питань. Отже, вчимося вирішувати завдання з хімії швидко, правильно та легко, а також отримуємо максимальне задоволення від результату.

Чому не варто боятися вникати в науку

Хімія - це сукупність незрозумілих формул, позначень і речовин. Це наука, тісно пов'язана з довкіллям. Самі того не усвідомлюючи, ми стикаємося з нею щокроку. При приготуванні їжі, вологому прибиранні будинку, пранні, прогулянці на свіжому повітрі ми постійно використовуємо хімічні знання.

Наслідуючи цю логіку, коли ви зрозумієте, як навчитися вирішувати завдання з хімії, ви зможете значно полегшити собі життя. А от люди, які стикаються з наукою під час навчання чи роботи на виробництві, взагалі не можуть обійтися без спеціальних знань та вмінь. Працівникам медичної сфери хімія потрібна не менше, оскільки будь-яка людина цієї професії зобов'язана знати, як ті чи інші ліки впливають на організм пацієнта.

Хімія - це наука, яка є в нашому житті постійно, вона взаємопов'язана з людиною, вона є її частиною. Тому будь-який учень, усвідомлює він це чи ні, здатний освоїти цю галузь знань.

Основи хімії

Перш ніж розмірковувати над питанням про те, як навчитися вирішувати завдання з хімії, важливо зрозуміти, що без базових знаньвам не обійтись. Ази будь-якої науки - це фундамент її розуміння. Навіть досвідчені фахівці при вирішенні найскладніших завдань використовують цю основу, можливо, самі не усвідомлюючи того.

Отже, ознайомтеся зі списком інформації, який вам знадобиться:

• Валентність елементів – це фактор, за участю якого вирішуються будь-які завдання. Формули речовин, рівняння нічого очікувати складено правильно без цих знань. Дізнатися, що таке валентність, можна у будь-якому підручнику хімії, оскільки це основне поняття, яке будь-який учень має освоїти ще на першому уроці.
• Таблиця Менделєєва знайома практично кожній людині. Навчіться нею правильно користуватися, і ви зможете не тримати в голові безліч відомостей.
• Навчіться визначати, з якою речовиною ви маєте справу. Рідкий, твердий і газоподібний стан предмета, з яким вам належить працювати, може багато про що розповісти.

Після отримання вищеперелічених знань питань про те, як вирішити задачі з хімії, у багатьох людей стане набагато менше. Але якщо ви все ж таки не змогли повірити в себе, читайте далі.

Покрокова інструкція розв'язання будь-якого завдання

Після прочитання попередньої інформації у багатьох може виникнути думка, що просто вирішувати завдання з хімії. Формули, які необхідно знати, можливо, справді прості, але для освоєння науки вам знадобиться зібрати все своє терпіння, працьовитість та наполегливість. З першого разу небагатьом людям вдається досягти своєї мети.

Згодом, при прояві наполегливості, ви зможете вирішити будь-яке завдання. Зазвичай процес складається з таких етапів:

• Оформлення короткої умови завдання.
• Упорядкування рівняння реакції.
• Розставлення коефіцієнтів у рівнянні.
• Вирішення рівняння.

Досвідчені педагоги з хімії запевняють, що для вільного вирішення будь-якого типу завдань потрібно самостійно вправлятися на 15 аналогічних завданнях. Після цього ви вільно оволодієте заданою тематикою.

Трохи про теорію

Не можна розмірковувати у тому, як розв'язати завдання з хімії, не освоївши потрібною мірою теоретичний матеріал. Яким би сухим, марним і нецікавим він не здавався, це основа ваших умінь. Теорія застосовується завжди у всіх науках. Без її існування практика немає сенсу. Вивчайте шкільну програму з хімії послідовно, крок за кроком, не пропускаючи навіть, як вам здається, незначних відомостей, щоб зрештою помітити прорив у ваших знаннях.

Як розв'язати задачі з хімії: час на навчання

Часто учні, які освоїли певний тип завдань, рухаються далі, забуваючи про те, що закріплення та повторення знань – це процес, не менш важливий, ніж їхнє отримання. Кожна тема має бути закріплена, якщо ви розраховуєте на довгостроковий результат. В іншому випадку ви дуже швидко забудете всю інформацію. Тому не лінуйтеся, приділіть більше часу кожному питанню.

Нарешті, не забувайте про мотивацію – двигун прогресу. Хочете стати чудовим хіміком і дивувати навколишніх величезним багажем знань? Дійте, намагайтеся, вирішуйте і у вас все вийде. Тоді вже з вами радитимуться з усіх хімічних питань.

Хімія – це наука про речовини, їх властивості та перетворення .
Тобто, якщо з навколишніми речовинами нічого не відбувається, то це не стосується хімії. Але що означає «нічого не відбувається»? Якщо в полі нас раптом застала гроза, і ми всі промокли, як то кажуть «до нитки», то це чи не перетворення: адже одяг був сухим, а став мокрим.

Якщо, наприклад взяти залізний цвях, обробити його напилком, а потім зібрати залізна тирса (Fe) , то це так само не перетворення: був цвях – став порошок. Але якщо після цього зібрати прилад та провести одержання кисню (Про 2): нагріти перманганат калію(КМПО 4)і зібрати в пробірку кисень, а потім в неї помістити розпечені «до червона» ці залізні тирсу, то вони спалахнуть яскравим полум'ям і після згоряння перетворяться на порошок бурого кольору. І це так само перетворення. То де ж хімія? Незважаючи на те, що в цих прикладах змінюється форма (залізний цвях) та стан одягу (сухий, мокрий) – це не перетворення. Справа в тому, що сам по собі цвях як був речовиною (залізо), так ним і залишився, незважаючи на іншу свою форму, а воду від дощу як увібрала наш одяг, так потім його і випарувала в атмосферу. Сама вода не змінилася. То що таке перетворення з погляду хімії?

Перетвореннями з погляду хімії називаються такі явища, що супроводжуються зміною складу речовини. Візьмемо як приклад той самий цвях. Не важливо, яку форму він набув після обробки напилком, але після того, як зібрані від нього залізна тирсапомістили в атмосферу кисню - він перетворився на оксид заліза(Fe 2 O 3 ) . Значить, щось таки змінилося? Так, змінилося. Була речовина цвях, але під впливом кисню сформувалася нова речовина – оксид елементазаліза. Молекулярне рівнянняцього перетворення можна відобразити такими хімічними символами:

4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)

Для непосвяченої в хімії людини відразу виникають питання. Що таке "молекулярне рівняння", що таке Fe? Чому поставлені цифри "4", "3", "2"? Що таке маленькі цифри «2» та «3» у формулі Fe 2 O 3 ? Це означає, що настав час у всьому розібратися по порядку.

Знаки хімічних елементів.

Незважаючи на те, що хімію починають вивчати у 8-му класі, а деякі навіть раніше, багатьом відомий великий російський хімік Д. І. Менделєєв. І, звичайно ж, його знаменита «Періодична система хімічних елементів». Інакше простіше її називають «Таблиця Менделєєва».

У цій таблиці, у порядку, розташовуються елементи. На цей час їх відомо близько 120. Назви багатьох елементів нам були відомі ще давно. Це залізо, алюміній, кисень, вуглець, золото, кремній. Раніше ми не замислюючись, застосовували ці слова, ототожнюючи їх з предметами: залізний болт, алюмінієвий дріт, кисень в атмосфері, золоте кільце і т.д. і т.д. Але насправді всі ці речовини (болт, дріт, кільце) складаються з відповідних елементів. Весь феномен полягає в тому, що елемент не можна доторкнутися, взяти в руки. Як же так? У таблиці Менделєєва вони є, а взяти їх не можна! Так, саме так. Хімічний елемент – це абстрактне (тобто абстрактне) поняття, і використовують у хімії, втім як та інших науках, для розрахунків, складання рівнянь, під час вирішення завдань. Кожен елемент відрізняється від іншого тим, що для нього характерна своя Електронна конфігурація атома.Кількість протонів в ядрі атома дорівнює кількості електронів у його орбіталях. Наприклад, водень – елемент №1. Його атом складається з 1-го протону та 1-го електрона. Гелій – елемент №2. Його атом складається з 2-х протонів та 2-х електронів. Літій – елемент №3. Його атом складається з 3-х протонів та 3-х електронів. Дармштадтій – елемент №110. Його атом складається з 110 протонів і 110 електронів.

Кожен елемент позначається певним символом, латинськими літерами, і має певне прочитання у перекладі з латинської. Наприклад, водень має символ «Н»читається як «гідрогеніум» або «аш». Кремній має символ Si читається як силіціум. Ртутьмає символ "Нg"і читається як «гідаргірум». І так далі. Всі ці позначення можна знайти у будь-якому підручнику хімії за 8-й клас. Для нас зараз головне усвідомити те, що при складанні хімічних рівнянь необхідно оперувати вказаними символами елементів.

Прості та складні речовини.

Позначаючи одиничними символами хімічних елементів різні речовини (Hg ртуть, Fe залізо, Cu мідь, Zn цинк, Al алюміній) ми по суті позначаємо прості речовини, тобто речовини, що складаються з атомів одного виду (що містять одну й ту саму кількість протонів і нейтронів в атомі). Наприклад, якщо у взаємодію вступають речовини залізо та сірка, то рівняння набуде наступної форми запису:

Fe + S = FeS (2)

До простих речовин відносяться метали (К, Na, Mg, Ag), а так само неметали (S, P, Si, Cl 2 , N 2 , O 2 , H 2). Причому слід звернути
особливу увагу те що, що це метали позначаються одиничними символами: К, Ва, Са, Аl, V, Mg тощо., а неметали – чи простими символами: C,S,P чи можуть мати різні індекси, які вказують на їхня молекулярна будова: H 2 , Сl 2 , О 2 , J 2 , P 4 , S 8 . Надалі це матиме дуже велике значенняпри складанні рівнянь. Зовсім не важко здогадатися, що складними речовинами є речовини, утворені з атомів різного видунаприклад,

1). Оксиди:
оксид алюмінію Al 2 O 3 ,

оксид натрію Na 2 O,
оксид міді CuO,
оксид цинку ZnO,
оксид титану Ti 2 O 3 ,
чадний газабо оксид вуглецю (+2) CO,
оксид сірки (+6) SO 3

2). Підстави:
гідроксид заліза(+3) Fe(OH) 3 ,
гідроксид міді Cu(OH) 2 ,
гідроксид калію або луг каліюКOH,
гідроксид натрію NaOH.

3). Кислоти:
соляна кислота HCl,
сірчиста кислота H 2 SO 3 ,
азотна кислота HNO 3

4). Солі:
тіосульфат натрію Na 2 S 2 O 3 ,
сульфат натріюабо глауберова сіль Na 2 SO 4 ,
карбонат кальціюабо вапнякСаCO 3,
хлорид міді CuCl 2

5). Органічні речовини:
ацетат натріюСН 3 СООNa,
метанСН 4 ,
ацетиленЗ 2 Н 2 ,
глюкозаЗ 6 Н 12 Про 6

Нарешті після того, як ми з'ясували структуру різних речовинможна приступати до складання хімічних рівнянь.

Хімічний рівняння.

Саме слово «рівняння» похідне від слова «зрівняти», тобто. розділити щось на рівні частини. У математиці рівняння становлять чи не сутність цієї науки. Наприклад, можна навести таке просте рівняння, в якому ліва і права частини дорівнюватимуть «2»:

40: (9 + 11) = (50 х 2): (80 - 30);

І в хімічних рівняннях той самий принцип: ліва і права частини рівняння повинні відповідати однаковим кількостям атомів, що беруть у них елементи. Або якщо наводиться іонне рівняння, то в ньому число частиноктак само має відповідати цій вимогі. Хімічним рівнянням називається умовний запис хімічної реакції за допомогою хімічних формулта математичних знаків. Хімічне рівняння за своєю суттю відбиває ту чи іншу хімічну реакцію, тобто процес взаємодії речовин, у яких виникають нові речовини. Наприклад, необхідно написати молекулярне рівнянняреакції, в якій беруть участь хлорид баріюСl 2 і сірчана кислота H 2 SO 4. Внаслідок цієї реакції утворюється нерозчинний осад – сульфат барію SO 4 і соляна кислотаНСl:

Сl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НСl (3)

Насамперед необхідно усвідомити, що велика цифра «2», що стоїть перед речовиною НСl називається коефіцієнтом, а малі цифри «2», «4» під формулами ВаСl 2 , H 2 SO 4 ,BaSO 4 називаються індексами. І коефіцієнти та індекси в хімічних рівняннях виконують роль множників, а не доданків. Щоб правильно записати хімічне рівняння, необхідно розставити коефіцієнти у рівнянні реакції. Тепер приступимо до підрахунку атомів елементів у лівій та правій частинах рівняння. У лівій частині рівняння: у речовині Сl 2 містяться 1 атом барію (В), 2 атома хлору (Сl). У речовині H 2 SO 4: 2 атоми водню (Н), 1 атом сірки (S) та 4 атоми кисню (О) . У правій частині рівняння: у речовині BaSO 4 1 атом барію (В) 1 атом сірки (S) та 4 атоми кисню (О), у речовині НСl: 1 атом водню (Н) та 1 атом хлору (Сl). Звідки випливає, що у правій частині рівняння кількість атомів водню та хлору вдвічі менша, ніж у лівій частині. Отже, перед формулою НСl у правій частині рівняння необхідно встановити коефіцієнт «2». Якщо тепер скласти кількості атомів елементів, що беруть участь у даній реакції, і ліворуч і праворуч, то отримаємо наступний баланс:

У обох частинах рівняння кількості атомів елементів, що у реакції, рівні, отже воно складено правильно.

Хімічні рівняння та хімічні реакції

Як ми з'ясували, хімічні рівняння є відбитком хімічних реакцій. Хімічними реакціями називаються такі явища, у яких відбувається перетворення одних речовин на інші. Серед їх різноманіття можна виділити два основні типи:

1). Реакції з'єднання
2). Реакції розкладання.

У переважній більшості хімічні реакції належать до реакцій приєднання, оскільки з окремо взятим речовиною рідко можуть відбуватися зміни у його складі, якщо вона піддається впливам ззовні (розчиненню, нагріванню, дії світла). Ніщо так не характеризує хімічне явище або реакцію, як зміни, що відбуваються при взаємодії двох і більше речовин. Такі явища можуть здійснюватися спонтанно і супроводжуватися підвищенням або зниженням температури, світловими ефектами, зміною кольору, утворенням осаду, виділенням газоподібних продуктів, шумом.

Для наочності наведемо кілька рівнянь, що відбивають процеси реакцій сполуки, у яких виходять хлорид натрію(NaCl), хлорид цинку(ZnCl 2), осад хлориду срібла(AgCl), хлорид алюмінію(AlCl 3)

Cl 2 + 2Nа = 2NaCl (4)

СuCl 2 + Zn = ZnCl 2 + Сu (5)

AgNO 3 + КCl = AgCl + 2KNO 3 (6)

3HCl + Al(OH) 3 = AlCl 3 + 3Н 2 Про (7)

Серед реакцій сполуки слід особливо відзначити наступні : заміщення (5), обміну (6), і як окремий випадок реакції обміну – реакцію нейтралізації (7).

До реакцій заміщення відносяться такі, при здійсненні якої атоми простої речовини замінюють атоми одного з елементів у складній речовині. У прикладі (5) атоми цинку заміщають з розчину СuCl 2 атоми міді, при цьому цинк переходить в розчинну сіль ZnCl 2 а мідь виділяється з розчину в металевому стані.

До реакцій обміну відносяться такі реакції, при яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами. У разі реакції (6) розчинні солі AgNO 3 та КCl при зливанні обох розчинів утворюють нерозчинний осад солі AgCl. При цьому вони обмінюються своїми складниками – катіонами та аніонами. Катіони калію К + приєднуються до аніонів NO 3, а катіони срібла Ag + - до аніонів Cl-.

До особливого, окремого випадку, реакцій обміну відноситься реакція нейтралізації. До реакцій нейтралізації відносяться такі реакції, у процесі яких кислоти реагують з основами, у результаті утворюється сіль та вода. У прикладі (7) соляна кислота HCl , реагуючи з основою Al(OH) 3 утворює сіль AlCl 3 та воду. При цьому катіони алюмінію Al 3+ від основи обмінюються з аніонами Сl від кислоти. У результаті відбувається нейтралізація соляної кислоти

До реакцій розкладання відносяться такі, при якому з одного складного утворюються два і нові простих або складних речовин, але більш простого складу. Як реакції можна навести такі, у процесі яких розкладаються 1). Нітрат калію(КNO 3) з утворенням нітриту калію (КNO 2) та кисню (O 2); 2). Перманганат калію(KMnO 4): утворюються манганат калію (До 2 МnO 4), оксид марганцю(MnO 2) та кисень (O 2); 3). Карбонат кальцію або мармур; у процесі утворюються вуглекислийгаз(CO 2) та оксид кальцію(СаО)

2КNO 3 = 2КNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 = До 2 МnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
СаCO 3 = CaO + CO 2 (10)

У реакції (8) зі складної речовини утворюється одна складна та одна проста. У реакції (9) – два складні та одне просте. У реакції (10) – дві складні речовини, але простіших за складом

Розкладаються всі класи складних речовин:

1). Оксиди: оксид срібла 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)

2). Гідроксиди: гідроксид заліза 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)

3). Кислоти: сірчана кислота H 2 SO 4 = SO 3 + H 2 O (13)

4). Солі: карбонат кальціюСаCO 3 = СаO + CO 2 (14)

5). Органічні речовини: спиртове бродіння глюкози

З 6 Н 12 О 6 = 2С 2 Н 5 ОH + 2CO 2 (15)

Згідно з іншою класифікацією, всі хімічні реакції можна розділити на два типи: реакції, що йдуть з виділенням теплоти, їх називають екзотермічні, та реакції, що йдуть з поглинанням теплоти – ендотермічні. Критерієм таких процесів є тепловий ефект реакції.Зазвичай, до екзотермічним реакцій ставляться реакції окиснення, тобто. взаємодії з киснем, наприклад згоряння метану:

СН 4 + 2O 2 = СО 2 + 2Н 2 Про + Q (16)

а до ендотермічних реакцій - реакції розкладання, що вже наводяться вище (11) - (15). Знак Q в кінці рівняння вказує на те, чи виділяється теплота в процесі реакції (+Q) або поглинається (-Q):

СаCO 3 = СаO+CO 2 - Q (17)

Можна також розглядати всі хімічні реакції на кшталт зміни ступеня окислення, що у їх перетвореннях елементів. Наприклад, реакції (17) які у ній елементи не змінюють свої ступеня окислення:

Са +2 C +4 O 3 -2 = Са +2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)

А в реакції (16) елементи змінюють свої ступені окислення:

2Mg 0 + O 2 0 = 2Mg +2 O -2

Реакції такого типу відносяться до окисно-відновним . Вони розглядатимуться окремо. Для складання рівнянь щодо реакцій такого типу необхідно використовувати метод напівреакційта застосовувати рівняння електронного балансу.

Після приведення різних типів хімічних реакцій можна приступати до принципу складання хімічних рівнянь, інакше, добору коефіцієнтів у лівій та правій їх частинах.

Механізми складання хімічних рівнянь.

До якого типу не належала та чи інша хімічна реакція, її запис (хімічне рівняння) має відповідати умові рівності кількості атомів до реакції і після реакції.

Існують такі рівняння (17), які вимагають зрівнювання, тобто. розміщення коефіцієнтів. Але в більшості випадків, як у прикладах (3), (7), (15), необхідно робити дії, спрямовані на вирівнювання лівої та правої частин рівняння. Якими принципами необхідно керуватися в таких випадках? Чи існує якась система у підборі коефіцієнтів? Існує і не одна. До таких систем належать:

1). Підбір коефіцієнтів за заданими формулами.

2). Складання по валентностях реагуючих речовин.

3). Складання за ступенями окиснення реагуючих речовин.

У першому випадку вважається, що нам відомі формули реагуючих речовин як до реакції, так і після. Наприклад, дано таке рівняння:

N 2 + О 2 →N 2 О 3 (19)

Вважається, що доки не встановлено рівність між атомами елементів до реакції і після, знак рівності (=) у рівнянні не ставиться, а замінюється стрілкою (→). Тепер приступимо до власне зрівнювання. У лівій частині рівняння є 2 атоми азоту (N 2) і два атоми кисню (О 2), а в правій – два атоми азоту (N 2) і три атоми кисню (О 3). За кількістю атомів азоту його зрівнювати не треба, але по кисню необхідно досягти рівності, оскільки до реакції їх брали участь два атоми, а після реакції стали три атоми. Складемо таку схему:

до реакції після реакції
Про 2 Про 3

Визначимо найменше кратне між даними кількостями атомів, це буде «6».

Про 2 Про 3
\ 6 /

Розділимо це число у лівій частині рівняння по кисню на «2». Отримаємо число «3», поставимо його в рівняння, що розв'язується:

N 2 + 3О 2 →N 2 О 3

Також розділимо число «6» для правої частини рівняння на «3». Отримаємо число «2», так само поставимо його в рівняння, що розв'язується:

N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3

Кількості атомів кисню і в лівій і правій частинах рівняння стали рівні, відповідно по 6 атомів:

Але кількість атомів азоту в обох частинах рівняння не відповідатиме один одному:

У лівій – два атоми, у правій – чотири атоми. Отже, щоб досягти рівності, необхідно подвоїти кількість азоту в лівій частині рівняння, поставивши коефіцієнт «2»:

Таким чином, рівність по азоту дотримано і в цілому, рівняння набуде вигляду:

2N 2 + 3О 2 → 2N 2 Про 3

Тепер у рівнянні можна замість стрілки поставити знак рівності:

2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)

Наведемо інший приклад. Дано наступне рівняння реакції:

Р + Cl 2 → РCl 5

У лівій частині рівняння є 1 атом фосфору (Р) та два атоми хлору (Cl 2), а в правій – один атом фосфору (Р) та п'ять атомів кисню (Cl 5). За кількістю атомів фосфору його зрівнювати не треба, але по хлору необхідно досягти рівності, оскільки до реакції їх брало участь два атоми, а після реакції стало п'ять атомів. Складемо таку схему:

до реакції після реакції
Cl 2 Cl 5

Визначимо найменше кратне між даними кількостями атомів, це буде «10».

Cl 2 Cl 5
\ 10 /

Розділимо це число у лівій частині рівняння по хлору на «2». Отримаємо число «5», поставимо його в рівняння, що розв'язується:

Р + 5Cl 2 → РCl 5

Також розділимо число «10» для правої частини рівняння на «5». Отримаємо число «2», так само поставимо його в рівняння, що розв'язується:

Р + 5Cl 2 → 2РCl 5

Кількості атомів хлору і в лівій і правій частинах рівняння стали рівні, відповідно по 10 атомів:

Але кількість атомів фосфору в обох частинах рівняння не відповідатиме один одному:

Отже, щоб досягти рівності, необхідно подвоїти кількість фосфору в лівій частині рівняння, поставивши коефіцієнт «2»:

Таким чином, рівність за фосфором дотримано і в цілому, рівняння набуде вигляду:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

При складанні рівнянь за валентностями необхідно дати визначення валентностіта встановити значення для найбільш відомих елементів. Валентність – це одне з раніше застосовуваних понять, нині у низці шкільних програм немає. Але з його допомогою легше пояснити принципи складання рівнянь хімічних реакцій. Під валентністю розуміють число хімічних зв'язків, які той чи інший атом може утворювати з іншим або іншими атомами. . Валентність не має знака (+ або -) і позначається римськими цифрами, як правило, над символами хімічних елементів, наприклад:

Звідки беруться ці значення? Як їх застосовувати при складанні хімічних рівнянь? Числові значення валентностей елементів збігаються з їх номером групи Періодичної системихімічних елементів Д. І. Менделєєва (Таблиця 1).

Для інших елементів значення валентностейможуть мати інші значення, але ніколи не більше за номер групи, в якій вони розташовані. Причому для парних номерів груп (IV і VI) валентності елементів приймають лише парні значення, а непарних – можуть мати як парні, і непарні значення (Таблица.2).

Звичайно ж, значення валентностей для деяких елементів мають винятки, але в кожному конкретному випадку ці моменти зазвичай обмовляються. Тепер розглянемо загальний принципскладання хімічних рівнянь по заданим валентностям тих чи інших елементів. Найчастіше цей метод прийнятний у разі складання рівнянь хімічних реакцій сполуки простих речовиннаприклад, при взаємодії з киснем ( реакції окислення). Допустимо, необхідно відобразити реакцію окислення алюмінію. Але нагадаємо, що метали позначаються одиничними атомами (Al), а неметали, що у газоподібному стані – з індексами «2» - (Про 2). Спочатку напишемо загальну схему реакції:

Al + Про 2 →AlО

На даному етапі ще не відомо, яке правильне написання має бути у оксиду алюмінію. І саме на даному етапі нам на допомогу прийде знання валентностей елементів. Для алюмінію та кисню проставимо їх над передбачуваною формулою цього оксиду:

III II
Al Про

Після чого «хрест» на «хрест» у цих символів елементів поставимо внизу відповідні індекси:

III II
Al 2 Про 3

Склад хімічної сполуки Al 2 Про 3 визначено. Подальша схема рівняння реакції набуде вигляду:

Al+ Про 2 →Al 2 Про 3

Залишається лише зрівняти ліву та праву його частини. Вчинимо таким самим способом, як у разі складання рівняння (19). Кількість атомів кисню зрівняємо, вдаючись до знаходження найменшого кратного:

до реакції після реакції

Про 2 Про 3
\ 6 /

Розділимо це число у лівій частині рівняння по кисню на «2». Отримаємо число «3», поставимо його у розв'язуване рівняння. Також розділимо число «6» для правої частини рівняння на «3». Отримаємо число «2», так само поставимо його в рівняння, що розв'язується:

Al + 3О 2 → 2Al 2 Про 3

Щоб досягти рівності по алюмінію, необхідно скоригувати його кількість у лівій частині рівняння, поставивши коефіцієнт «4»:

4Al + 3О 2 → 2Al 2 Про 3

Таким чином, рівність по алюмінію та кисню дотримано і в цілому, рівняння набуде остаточного вигляду:

4Al + 3О 2 = 2Al 2 Про 3 (22)

Застосовуючи метод валентностей, можна прогнозувати, яка речовина утворюється в процесі хімічної реакції, як виглядатиме її формула. Припустимо, в реакцію сполуки вступили азот та водень з відповідними валентностями III та I. Напишемо загальну схему реакції:

N 2 + Н 2 → N

Для азоту та водню проставимо валентності над передбачуваною формулою цієї сполуки:

Як і раніше «хрест» на «хрест» у цих символів елементів поставимо внизу відповідні індекси:

III І
N Н 3

Подальша схема рівняння реакції набуде вигляду:

N 2 + Н 2 → NН 3

Зрівнюючи вже відомим способом, через найменше кратне для водню, що дорівнює «6», отримаємо шукані коефіцієнти, і рівняння в цілому:

N 2 + 3Н 2 = 2NН 3 (23)

При складанні рівнянь по ступеням окисленняреагують речовин необхідно нагадати, що ступенем окиснення того чи іншого елемента називається кількість прийнятих або відданих у процесі хімічної реакції електронів. Ступінь окислення у сполукахв основному чисельно збігається зі значеннями валентностей елемента. Але вирізняються знаком. Наприклад, для водню валентність дорівнює I, а ступінь окиснення (+1) або (-1). Для кисню валентність дорівнює II, а ступінь окиснення (-2). Для азоту валентності рівні I,II,III,IV,V, а ступеня окислення (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) і т.д. . Ступені окислення елементів, що найчастіше застосовуються в рівняннях, наведені в таблиці 3.

У разі реакцій сполуки принцип складання рівнянь за ступенями окислення такий самий, як і при складанні за валентностями. Наприклад, наведемо рівняння реакції окиснення хлору киснем, у якій хлор утворює сполуку зі ступенем окиснення +7. Запишемо передбачуване рівняння:

Cl 2 + Про 2 → ClО

Поставимо над передбачуваною сполукою ClО ступеня окислення відповідних атомів:

Як і в попередніх випадках встановимо, що шукана формула з'єднаннянабуде вигляду:

7 -2
Cl 2 Про 7

Рівняння реакції набуде наступного вигляду:

Cl 2 + Про 2 → Cl 2 Про 7

Зрівнюючи по кисню, знайшовши найменше кратне між двома і семи, що дорівнює «14», встановимо в результаті рівність:

2Cl 2 + 7О 2 = 2Cl 2 Про 7 (24)

Дещо інший спосіб необхідно застосовувати зі ступенями окиснення при складанні реакцій обміну, нейтралізації, заміщення. У ряді випадків надається важко дізнатися: які сполуки утворюються при взаємодії складних речовин?

Як дізнатися: що вийде у процесі реакції?

Справді, як дізнатися: які продукти реакції можуть виникнути під час конкретної реакції? Наприклад, що утворюється при взаємодії нітрату барію та сульфату калію?

(NО 3) 2 + К 2 SO 4 → ?

Можливо К 2 (NО 3) 2 + SO 4 ? Або + NО 3 SO 4 + К 2 ? Чи ще щось? Звичайно ж, у процесі цієї реакції утворюються сполуки: SO 4 і КNО 3 . А де це відомо? Як правильно написати формули речовин? Почнемо з того, що найчастіше не береться до уваги: ​​з самого поняття «реакція обміну». Це означає, що з даних реакціях речовини змінюються друг з одним складовими частинами. Оскільки реакції обміну здебільшого здійснюються між основами, кислотами або солями, то частинами, якими вони будуть змінюватися, є катіони металів (Na + , Mg 2+ ,Al 3+ ,Ca 2+ ,Cr 3+), іонів Н + або ВІН - , аніонів – залишків кислот, (Cl - , NO 3 2- , SO 3 2- , SO 4 2- , CO 3 2- , PO 4 3-). Загалом реакцію обміну можна навести в наступному записі:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Де Kt1 і Kt2 – катіони металів (1) та (2), а An1 та An2 – відповідні їм аніони (1) та (2). При цьому обов'язково треба враховувати, що в з'єднаннях до реакції та після реакції на першому місці завжди встановлюються катіони, а аніони – на другому. Отже, якщо вступить у реакцію хлорид каліюі нітрат сріблаобидва в розчиненому стані

KCl + AgNO 3 →

то в процесі її утворюються речовини KNO 3 і AgCl і відповідне рівняння набуде вигляду:

KCl + AgNO 3 =KNO 3 + AgCl (26)

При реакціях нейтралізації протони від кислот (Н+) з'єднуватимуться з аніонами гідроксилу (ОН-) з утворенням води (Н2О):

НCl + КОН = КCl + Н 2 O (27)

Ступені окислення катіонів металів та заряди аніонів кислотних залишків зазначені в таблиці розчинності речовин (кислот, солей та основ у воді). По горизонталі наведено катіони металів, а по вертикалі – аніони кислотних залишків.

Виходячи з цього, при складанні рівняння реакції обміну, необхідно спочатку в лівій його частині встановити ступеня окислення частинок, що приймають у цьому хімічному процесі. Наприклад, потрібно написати рівняння взаємодії між хлоридом кальцію і карбонатом натрію. Складемо вихідну схему цієї реакції:

СаCl + NaСО3 →

Са 2+ Cl - + Nа + СО 3 2- →

Здійснивши вже відому дію «хрест»-на-«хрест», визначимо реальні формули вихідних речовин:

СаCl 2 + Nа 2 3 →

Виходячи з принципу обміну катіонами і аніонами (25), встановимо попередні формули речовин, що утворюються в ході реакції:

СаCl 2 + Na 2 СО 3 → СаСО 3 + NaCl

Над їхніми катіонами та аніонами проставимо відповідні заряди:

Са 2+ 3 2 - + Nа + Cl -

Формули речовинзаписані правильно, відповідно до зарядів катіонів та аніонів. Складемо повне рівняння, зрівнявши ліву та праву його частини по натрію та хлору:

СаCl 2 + Nа 2 СО 3 = СаСО 3 + 2NаCl (28)

Як інший приклад наведемо рівняння реакції нейтралізації між гідроксидом барію та ортофосфорною кислотою:

ВАОН + НРО 4 →

Над катіонами та аніонами проставимо відповідні заряди:

2+ ВІН - + Н + РВ 4 3- →

Визначимо реальні формули вихідних речовин:

(ОН) 2 + Н 3 РО 4 →

Виходячи з принципу обміну катіонами і аніонами (25), встановимо попередні формули речовин, що утворюються в ході реакції, враховуючи, що при реакції обміну однією з речовин обов'язково повинна бути вода:

(ОН) 2 + Н 3 РО 4 → 2+ РО 4 3- + Н 2 O

Визначимо правильний запис формули солі, що утворилася у процесі реакції:

(ОН) 2 + Н 3 РО 4 → 3 (РО 4) 2 + Н 2 O

Зрівняємо ліву частину рівняння по барію:

3 (ОН) 2 + Н 3 РО 4 → 3 (РО 4) 2 + Н 2 O

Оскільки в правій частині рівняння залишок ортофосфорної кислоти взятий двічі (РО 4) 2 , то зліва необхідно також подвоїти її кількість:

3 (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → 3 (РО 4) 2 + Н 2 O

Залишилося привести у відповідність кількість атомів водню та кисню у правій частині води. Так як ліворуч загальна кількість атомів водню дорівнює 12, то праворуч воно так само повинно відповідати дванадцяти, тому перед формулою води необхідно поставити коефіцієнт«6» (оскільки у молекулі води вже є 2 атоми водню). По кисню так само дотримано рівність: зліва 14 і праворуч 14. Отже, рівняння має правильну форму запису:

3 (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (29)

Можливість здійснення хімічних реакцій

Світ складається з безлічі речовин. Незліченна так само кількість варіантів хімічних реакцій між ними. Але чи можемо ми, написавши на папері те чи інше рівняння, стверджувати, що йому відповідатиме хімічна реакція? Існує помилкова думка, що якщо правильно розставити коефіцієнтив рівнянні, воно буде здійсненно і на практиці. Наприклад, якщо взяти розчин сірчаної кислотиі опустити в нього цинк, то можна спостерігати процес виділення водню:

Zn+ H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 (30)

Але якщо в цей розчин опустити мідь, то процес виділення газу спостерігатися не буде. Реакція неможлива.

Cu+ H 2 SO 4 ≠

У випадку, якщо буде взята концентрована сірчана кислота, вона реагуватиме з міддю:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2Н 2 O (31)

У реакції (23) між газами азотом та воднем спостерігається термодинамічна рівновага,тобто. скільки молекуламіаку NН 3 утворюється в одиницю часу, стільки ж їх і розпадеться назад на азот та водень. Зміщення хімічної рівновагиможна досягти підвищенням тиску і зниженням температури

N 2 + 3Н 2 = 2NН 3

Якщо взяти розчин гідроксиду каліюі прилити до нього розчин сульфату натрію, то ніяких змін спостерігатися не буде, реакція не здійсниться:

КОН + Na 2 SO 4 ≠

Розчин хлориду натріюпри взаємодії з бромом не утворюватиме бром, незважаючи на те, що дана реакція може бути віднесена до реакції заміщення:

NaCl + Br 2 ≠

У чому причини таких невідповідностей? Справа в тому, що виявляється недостатньо лише правильно визначати формули сполук, необхідно знати специфіку взаємодії металів з кислотами, вміло користуватися таблицею розчинності речовин, знати правила заміщення серед активності металів і галогенів. У цій статті викладаються лише основні принципи як розставити коефіцієнти у рівняннях реакцій, як написати молекулярні рівняння, як визначити склад хімічної сполуки.

Хімія, як наука, надзвичайно різноманітна та багатогранна. У наведеній статті відображена лише мала частина процесів, що відбуваються у реальному світі. Не розглянуті типи , термохімічні рівняння, електроліз,процеси органічного синтезу та багато, багато іншого. Але про це у наступних статтях.

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

Вирішення шкільних завдань з хімії може представляти деякі труднощі для школярів, тому ми викладаємо ряд прикладів рішень основних типів завдань шкільної хімії з докладним розбором.

Для розв'язання задач з хімії необхідно знати ряд формул, вказаних у таблиці нижче. грамотно користуючись цим нехитрим набором можна вирішити практично будь-яке завдання курсу хімії.

Розрахунки кількості речовини	Розрахунки частки	Розрахунки виходу продукту реакції
ν=m/M, ν=V/V M , ν=N/N A , ν=PV/RT	ω=m год /m про, φ=V год /V про, χ=ν год /ν про	η = m пр. / m теор. , η = V пр. / V теор. , η = пр. /ν теор.
ν - кількість речовини (моль); ν ч - кількість речовини приватна (моль); ν про - кількість речовини загальна (моль); m - маса (г); m год - маса приватна (г); m про маса загальна (г); V - об'єм (л); V М - об'єм 1 моль (л); V год - обсяг приватний (л); V про - об'єм загальний (л); N – кількість частинок (атомів, молекул, іонів); N A - Число Авогадро (кількість частинок в 1 моль речовини) N A = 6,02×10 23 ; Q - кількість електрики (Кл); F - Постійна Фарадея (F » 96500 Кл); Р - тиск (Па) (1атм »10 5 Па); R - універсальна постійна газова R » 8,31 Дж/(моль×К); Т - абсолютна температура (К); ω - масова частка; φ - об'ємна частка; χ - мольна частка; η - вихід продукту реакції; m пр., V пр., пр пр. — маса, об'єм, кількість речовини практичні; m теор., V теор., Теор. - Маса, обсяг, кількість речовини теоретичні.

Обчислення маси певної кількості речовини

Завдання:

Визначити масу 5 моль води (Н2О).

Рішення:

1. Розрахувати молярну масу речовини, використовуючи періодичну таблицю Д. І. Менделєєва. Маси всіх атомів округляти до одиниць, хлору – до 35,5.
   M(H 2 O)=2×1+16=18 г/моль
2. Знайти масу води за формулою:
   m = ν×M(H 2 O)= 5 моль × 18 г/моль = 90 г
3. Записати відповідь:
   Відповідь: маса 5 моль води дорівнює 90 г

Обчислення масової частки розчиненої речовини

Завдання:

Обчислити масову частку солі (NaCl) у розчині, отриманому при розчиненні 475 г води 25 г солі.

Рішення:

1. Записати формулу для знаходження масової частки:
   ω(%) = (m в-ва /m р-ну)×100%
2. Знайти масу розчину.
   m р-ну = m(H 2 O) + m(NaCl) = 475 + 25 = 500 г
3. Обчислити масову частку, підставивши значення формулу.
   ω(NaCl) = (m в-ва /m р-ну)×100% = (25/500)×100%=5%
4. Записати відповідь.
   Відповідь: масова частка NaCl становить 5%

Розрахунок маси речовини в розчині за його масовою часткою

Завдання:

Скільки грамів цукру та води необхідно взяти для одержання 200 г 5 % розчину?

Рішення:

1. Записати формулу визначення масової частки розчиненої речовини.
   ω=m в-ва /m р-ну → m в-ва = m р-ну ×ω
2. Обчислити масу солі.
   m в-ва (солі) = 200×0,05=10 г
3. Визначити масу води.
   m(H 2 O) = m (р-ра) - m (солі) = 200 - 10 = 190 г
4. Записати відповідь.
   Відповідь: необхідно взяти 10 г цукру та 190 г води

Визначення виходу продукту реакції у % від теоретично можливого

Завдання:

Обчислити вихід нітрату амонію (NH 4 NO 3) % від теоретично можливого, якщо при пропусканні 85 г аміаку (NH 3) в розчин азотної кислоти (HNO 3), було отримано 380 г добрива.

Рішення:

1. Записати рівняння хімічної реакції та розставити коефіцієнти
   NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3
2. Дані умови завдання записати над рівнянням реакції.
   

   m = 85 г				m ін. = 380 г
   NH 3	+	HNO 3	=	NH 4 NO 3

3. Під формулами речовин розрахувати кількість речовини згідно з коефіцієнтами як добуток кількості речовини на молярну масу речовини:
   
4. Практично одержана маса нітрату амонію відома (380 г). З метою визначення теоретичної маси нітрату амонію скласти пропорцію
   85/17=х/380
   
5. Розв'язати рівняння, визначити х.
   х=400 г теоретична маса нітрату амонію
6. Визначити вихід продукту реакції (%), віднісши практичну масу до теоретичної та помножити на 100%
   η = m пр. / m теор. =(380/400)×100%=95%
7. Записати відповідь.
   Відповідь: вихід нітрату амонію становив 95%.

Розрахунок маси продукту за відомою масою реагенту, що містить певну частку домішок

Завдання:

Обчислити масу оксиду кальцію (СаО), що вийшов при випаленні 300 г вапняку (СаСО 3), що містить 10% домішок.

Рішення:

1. Записати рівняння хімічної реакції, встановити коефіцієнти.
   СаСО 3 = СаО + СО 2
2. Розрахувати масу чистого СаСО 3 міститься у вапняку.
   ω(чист.) = 100% - 10% = 90% або 0,9;
   m(CaCO 3) = 300×0,9=270 г
3. Отриману масу СаСО 3 записати над формулою СаСО 3 рівняння реакції. Шукану масу СаО позначити через х.
   

   270 г		х г
   СаСО 3	=	СаО	+	СО 2

4. Під формулами речовин у рівнянні записати кількість речовини (згідно з коефіцієнтами); добутку кількостей речовин на їхню молярну масу (молекулярна маса СаСО 3 = 100 , СаО = 56 ).
   
5. Скласти пропорцію.
   270/100=х/56
6. Вирішити рівняння.
   х = 151,2 г
7. Записати відповідь.
   Відповідь: маса оксиду кальцію складе 151,2 г

Розрахунок маси продукту реакції, якщо відомий вихід продукту реакції

Завдання:

Скільки гаміачної селітри (NH 4 NO 3) можна отримати при взаємодії 44,8 л аміаку (н. у.) з азотною кислотою, якщо відомо, що практичний вихід становить 80 % від теоретично можливого?

Рішення:

1. Запишіть рівняння хімічної реакції, розставте коефіцієнти.
   NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3
2. Ці умови завдання напишіть над рівнянням реакції. Масу аміачної селітри позначте через х.
   
3. Під рівнянням реакції напишіть:
   а) кількість речовин згідно з коефіцієнтами;
   б) добуток молярного обсягу аміаку на кількість речовини; добуток молярної маси NH 4 NO 3 на кількість речовини.
4. Складіть пропорцію.
   44,4/22,4=х/80
5. Розв'яжіть рівняння, знайшовши х (теоретичну масу аміачної селітри):
   х = 160 р.
6. Знайдіть практичну масу NH 4 NO 3 помноживши теоретичну масу на практичний вихід (у частках від одиниці)
   m(NH 4 NO 3) = 160×0,8=128 г
7. Запишіть відповідь.
   Відповідь: маса аміачної селітри становитиме 128 г.

Визначення маси продукту, якщо один із реагентів взятий у надлишку

Завдання:

14 г оксиду кальцію (СаО) обробили розчином, що містить 37,8 г азотної кислоти (HNO 3). Обчисліть масу продукту реакції.

Рішення:

1. Запишіть рівняння реакції, розставте коефіцієнти
   CaO + 2HNO 3 = Са(NO 3) 2 + H 2 O
2. Визначте моль реагентів за такою формулою: ν = m/M
   ν(CaO) = 14/56=0,25 моль;
   ν(HNO 3) = 37,8/63=0,6 моль.
   
3. Над рівнянням реакції напишіть розраховані кількості речовини. Під рівнянням — кількість речовини згідно з стехіометричними коефіцієнтами.
   
4. Визначте речовину, взяту у нестачі, порівнявши відношення взятих кількостей речовин до стехіометричних коефіцієнтів.
   0,25/1 < 0,6/2
   Отже, у нестачі взято азотну кислоту. По ній і визначатимемо масу продукту.
5. Під формулою нітрату кальцію (Ca(NO 3) 2) у рівнянні проставте:
   а) кількість речовини згідно стехіометричного коефіцієнта;
   б) добуток молярної маси на кількість речовини. Над формулою (Са(NO 3) 2) - х р.

   0,25 моль		0,6 моль		х г
   CaO	+	2HNO 3	=	Сa(NO 3) 2	+	H 2 O
   1 моль		2 моль		1 моль
   				m = 1×164 г

6. Складіть пропорцію
   0,25/1=х/164
7. Визначте х
   х = 41 г
8. Запишіть відповідь.
   Відповідь: маса солі (Ca(NO 3) 2) становитиме 41 р.

Розрахунки за термохімічними рівняннями реакцій

Завдання:

Скільки теплоти виділиться при розчиненні 200 г оксиду міді (II) (СuO) у соляній кислоті (водний розчин HCl), якщо термохімічне рівняння реакції:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O + 63,6 кДж

Рішення:

1. Дані з умови завдання написати над рівнянням реакції
   
2. Під формулою оксиду міді написати його кількість (згідно з коефіцієнтом); добуток молярної маси на кількість речовини. Над кількістю теплоти у рівнянні реакції поставити х.
   

   200 г
   CuO	+	2HCl	=	CuCl 2	+	H 2 O	+	63,6 кДж
   1 моль
   m = 1×80 г

3. Скласти пропорцію.
   200/80=х/63,6
4. Обчислити х.
   х = 159 кДж
5. Записати відповідь.
   Відповідь: при розчиненні 200 г CuO у соляній кислоті виділиться 159 кДж теплоти.

Складання термохімічного рівняння

Завдання:

При спалюванні 6 г магнію виділяється 152 кДж тепла. Скласти термохімічне рівняння утворення оксиду магнію.

Рішення:

1. Записати рівняння хімічної реакції, показавши виділення тепла. Розставити коефіцієнти.
   2Mg + O 2 = 2MgO + Q
2. 
   

   6 г						152
   2Mg	+	O 2	=	2MgO	+	Q

3. Під формулами речовин написати:
   а) кількість речовини (згідно з коефіцієнтами);
   б) добуток молярної маси на кількість речовини. Під тепловим ефектом реакції поставити х.
   
4. Скласти пропорцію.
   6/(2×24)=152/х
5. Обчислити х (кількість теплоти відповідно до рівняння)
   х = 1216 кдж
6. Записати у відповіді термохімічне рівняння.
   Відповідь: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 кДж

Розрахунок обсягів газів за хімічними рівняннями

Завдання:

При окисленні аміаку (NH 3) киснем у присутності каталізатора утворюється оксид азоту (II) та вода. Який обсяг кисню вступить у реакцію з 20 л аміаку?

Рішення:

1. Записати рівняння реакції та розставити коефіцієнти.
   4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
2. Дані умови завдання написати над рівнянням реакції.
   

   20 л		x
   4NH 3	+	5O 2	=	4NO	+	6H 2 O

3. Під рівнянням реакції записати кількості речовин згідно з коефіцієнтами.
   
4. Скласти пропорцію.
   20/4=х/5
5. Знайти х.
   х = 25 л
6. Записати відповідь.
   Відповідь: 25 л кисню.

Визначення об'єму газоподібного продукту за відомою масою реагенту, що містить домішки.

Завдання:

Який об'єм (н.у) вуглекислого газу (СО 2) виділиться при розчиненні 50 г мармуру (СаСО 3), що містить 10% домішок у соляній кислоті?

Рішення:

1. Записати рівняння хімічної реакції, розставити коефіцієнти.
   CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2
2. Розрахувати кількість чистого СаСО 3 міститься в 50 г мармуру.
   ω(СаСО 3) = 100% - 10% =90%
   Для переведення у частки від одиниці поділити на 100%.
   w(СаСО 3) = 90%/100%=0,9
   m(CaCO 3) = m(мармуру)×w(СаСО 3) = 50×0,9 = 45 г
3. Отримане значення написати над карбонатом кальцію рівняння реакції. Над СО 2 поставити х л.
   

   45 г								x
   CaCO 3	+	2HCl	=	CaCl 2	+	H 2 O	+	CO 2

4. Під формулами речовин записати:
   а) кількість речовини згідно з коефіцієнтами;
   б) добуток молярної маси на кількість речовини, якщо йдеться про масу речовини, і добуток молярного обсягу на кількість речовини, якщо йдеться про обсяг речовини.

   Розрахунок складу суміші за рівнянням хімічної реакції

   Завдання:

   На повне згоряння суміші метану та оксиду вуглецю (II) знадобився такий самий обсяг кисню. Визначте склад газової сумішів об'ємних частках.

   Рішення:

   1. Записати рівняння реакцій, розставити коефіцієнти.
      СО + 1/2О 2 = СО 2
      СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О
   2. Позначити кількість речовини чадного газу (СО) - х, а кількість метану за у
      

   45 г								x
   CaCO 3	+	2HCl	=

   х
   СО	+	1/2О 2	=	СО 2
   у
   СН 4	+	2О 2	=	СО 2	+	2Н 2

5. Визначити кількість кисню, яка буде витрачена на спалювання х моль СО і моль СН 4 .
   

   х		0,5 х
   СО	+	1/2О 2	=	СО 2
   у		2у
   СН 4	+	2О 2	=	СО 2	+	2Н 2

6. Зробити висновок про співвідношення кількості речовини кисню та газової суміші.
   Рівність обсягів газів свідчить про рівність кількості речовини.
7. Скласти рівняння.
   х + у = 0,5 х + 2у
8. Спростити рівняння.
   0,5 х = у
9. Прийняти кількість СО за 1 моль і визначити потрібну кількість СН 4 .
   Якщо х = 1, то у = 0,5
10. Знайти загальну кількість речовини.
    х + у = 1 + 0,5 = 1,5
11. Визначити об'ємну частку оксиду монооксиду вуглецю (СО) та метану в суміші.
    φ(ЗІ) = 1/1,5 = 2/3
    φ(СН 4) = 0,5/1,5 = 1/3
12. Записати відповідь.
    Відповідь: об'ємна частка СО дорівнює 2/3, а СН 4 - 1/3.

Довідковий матеріал:

таблиця Менделєєва

Таблиця розчинності

Відеокурс «Отримай п'ятірку» включає всі теми, необхідні для успішного складання ЄДІ з математики на 60-65 балів. Повністю всі завдання 1-13 Профільного ЄДІ з математики. Підходить також для здачі Базового ЄДІ з математики. Якщо ви хочете здати ЄДІ на 90-100 балів, вам треба вирішувати частину 1 за 30 хвилин і без помилок!

Курс підготовки до ЄДІ для 10-11 класів, а також для викладачів. Все необхідне, щоб вирішити частину 1 ЄДІ з математики (перші 12 завдань) та задачу 13 (тригонометрія). А це понад 70 балів на ЄДІ, і без них не обійтись ні стобальнику, ні гуманітарію.

Уся необхідна теорія. Швидкі способирішення, пастки та секрети ЄДІ. Розібрано всі актуальні завдання частини 1 із Банку завдань ФІПД. Курс повністю відповідає вимогам ЄДІ-2018.

Курс містить 5 великих тем, по 2,5 години кожна. Кожна тема дається з нуля, це просто і зрозуміло.

Сотні завдань ЄДІ. Текстові завдання та теорія ймовірностей. Прості і легко запам'ятовуються алгоритми розв'язання задач. Геометрія. Теорія, довідковий матеріал, аналіз всіх типів завдань ЄДІ. Стереометрія. Хитрі прийоми розв'язання, корисні шпаргалки, розвиток просторової уяви. Тригонометрія з нуля - до завдання 13. Розуміння замість зубріння. Наочне пояснення складних понять. Алгебра. Коріння, ступеня та логарифми, функція та похідна. База на вирішення складних завдань 2 частини ЄДІ.