Розв'язуй задачі з хімії

Хімік потрібен не той, який з одного читання
книг зрозумів цю науку, але який особистим
мистецтвом в ній старанно вправлявся

                    М. В. Ломоносов

Систематичне розв'язування задач з хімії сприяє досягненню глибоких і міцних знань, свідомих і стійких умінь, сприяє розвиткові логічного мислення учнів.

Слід пам’ятати, що головне в розв'язуванні задач полягає не в тому, щоб визначити, до якого типу належить задача і за яким зразком її розв'язувати, а розв'язок з пошуком своїх підходів до задачі з різних позицій.

При розв'язування задач алгоритм дії може бути такий:

1. Уважно прочитайте умову задачі та запишіть скорочено умову, використовуючи при цьому загальновживані позначення величин.

2. Проаналізуйте задачу та складіть хімічні рівняння, зробіть його (їх) аналіз. Для цього:

а). Зробіть відповідні позначення над і під формулами речовин.

б). Осмисліть логічну послідовність дій та виберіть спосіб розв'язування.

3. Виконайте розрахунки в тих одиницях вимірювання, які задані умовою задачі, використовуючи по можливості формули або пропорції. Обчислення проводьте з точністю до 0,01.

4. Запишіть повну відповідь.

Приклади розв’язування задача

Газ, добутий унаслідок дії розведеної хлоридної кислоти на кристалічний ферум (ІІ) сульфід, пропустили крізь розчин алюміній хлориду. Маса осаду становила 1,56 г. Визначте масу алюміній хлориду в розчині.

Варіант розв’язку:

FеS+2НС1=FеС1₂+Н₂S                    (1)

3H₂S+2А1С1₃=А1₂S₃+6НС1            (2)

У результаті гідролізу А1₂S₃ утворюється осад А1(ОН)₃:

А1₂S₃+6НОН=2А1(ОН)₃↓+3Н₂S.      (3)

Кількість речовини А1(ОН)₃:

ν=m / М;

v(Аl(ОН)₃) = 1,56 г: 78 г/моль = 0,2 моль.

З рівняння (3) та (2):

v (А1(ОН)₃):v(Al₂S₃): vАlСl₃) = 2:1:2=0,2:0,1 :0,2.

v(А1С1₃)= 0,2 моль;

т (АlСl₃) = 0,2 моль • 133,5 г/моль = 26,7 г.

Відповідь: m(А1С1₃)= 26,7г.

Суміш водню з киснем об'ємом 40 мл спалили в евдіометрі. Суміш газів, що утворилися, не горить і займає об'єм 28 мл. Визначте склад вихідної та добутої суміші за умови, що вода перебуває в паруватому стані, а всі об'єми виміряно за однакових умов.

Варіант розв’язку:

                      2Н₂ + О₂ = 2Н₂О.

Зміна об'єму до та після реакції становить 40 мл -28 мл = 12 мл.

Це відповідає зміні кількості речовин до та після реакції: 2+1-2=1 (моль).

Якщо утворена суміш не горить, то в надлишку був кисень.

Тобто об'єм вихідної суміші складається  з: V(Н₂)=2•12мл=24мл, 

  V(О₂)_{прореаг} =1^. 12 мл = 12 мл.

 V (О₂)_{залишився} = V _сум – V(Н₂) – V(О₂)_{прореаг}= 40 мл – 36 мл = 4 мл.

      Об'єм добутої суміші становить:

V(Н₂О) = 2 • 12 = 24 (мл), V(О₂) = 4 мл.

Відповідь: вихідна суміш: V(Н₂) = 24 мл,V(О₂) = 16 мл;

                   добута суміш: V(Н₂О) = 24 мл, V(О₂) = 4 мл.

3. Яку масу манган(ІV) оксиду і яку масу розчину хлоридної кислоти з масовою часткою гідроген хлориду 3,65 % потрібно взяти для добуван-ня хлору, що може витіснити з розчину калій йодиду йод масою 25,4г?

Варіант розв’язку:

МnО₂+4НС1=МnСl₂+Сl₂+Н₂О;     (1)

Сl₂+ 2KI = I₂ + 2KCl                       (2)

Кількість речовини йоду:

v(І₂) = т: М = 25,4 г: 127 г/моль = 0,2 моль.

    З рівняння (2):

v(I₂): v(Сl₂) = 1:1 = 0,2:0,2.

З рівняння (1):

v (Сl₂): v(МnО₂): v(HC1) = 1:1:4 = 0,2:0,2:0,8.

Звідси:

т (МnО₂) =v^. М= 0,2 моль • 87 г/моль = 17,4 г.

т (НС1) = 0,8 моль • 36,5 г/моль = 29,2 г.

Визначимо масу розчину хлоридної кислоти:

w = m_реч ^: m_розч;  m_розч (HC1) = m_реч • w = 29,2 г: 0,0365 = 800 г.

 Відповідь: m (МnО₂)= 17,4г; m_розч(НС1) = 800г.

Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких з чотирьох простих речовин – натрію, сірки, кисню і водню, можна добути три кислоти, три середні і три кислі солі

Розв’язок

Із кисню і водню можна добути воду: 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О.

Із сірки і кисню можна добути сульфур (IV) оксид,  який можна окислити до сульфур (VI) оксиду: S + О₂ = SО₂;       2SО₂ + О₂ = 2SО₃,

Калій,  взаємодіючи з водою, утворює   гідроксид:

 2К + 2Н₂О = 2КОН + Н₂.

Калій гідроксид можна відновити металічним калієм до оксиду:

2КОН + 2К = 2К₂О + Н₂.( При безпосередній взаємодії калію з киснем оксид не утворюється: К + О₂ = КО₂  - надперосид калію, до оксидів він не належить).

Основний калій оксид з кислотними оксидами сульфуру утворює відповідно калій сульфіт і калій сульфат - дві середні солі: K₂O+SО₂=K₂SО₃,                                           К₂О + SО₃ = K₂SО₄.

Ще одну середню сіль (калій сульфід) можна добути безпосередньо взаємодією калію і сірки: 2К + S = K₂S.

Водень з сіркою утворює сірководень: H₂ + S = H₂S, розчин якого у воді називається сульфідною кислотою.

Сульфур (IV) оксид взаємодіє з водою, утворюючи гідрат, який називається сульфітною кислотою: SО₂+H₂О = H₂SО₃.

При взаємодії сульфур (VI) оксиду з водою утворюється сульфатна кислота:

Нарешті, три кислі солі можна добути, здійснивши реакції між калій оксидом і трьома добутими кислотами, взявши їх з надлишком:

К₂О + 2H₂S = 2KHS + Н₂О;                           К₂О + 2H₂SО₃ = 2KHSО₃ + Н₂О;

К₂О + 2H₂SO₄ = 2KHSО₄ + Н₂О, або взаємодією надлишку калій гідроксиду з кислотами.