Решение задач части С при подготовке к сдаче ЕГЭ

Собитнюк Любовь Васильевна, учитель

Разделы: Химия

Задачи части очень разнообразны по содержанию и типам. В части С-4 экзаменационного теста встречаются задачи на нахождение массы и массовых долей исходных веществ и продуктов реакции, на определение состава продукта, избытка одного из реагирующих веществ и много других. Очень часто необходимо находить массовые доли веществ после реакции. В результате химических превращений могут выпадать осадки, выделяться газы или продукты могут удаляться из реакционной среды при электролизе и других процессах. Хочу поделиться опытом решения задач на нахождение массовых долей веществ после реакции в разных процессах.

1. В результате реакции выпадает осадок.

Для такой задачи делаем рисунок:

m_{раствора после реакции} = m_{1
раствора}+m_{2 раствора} – m _осадка

Задача 1. Смешали 300 мл 10% раствора карбоната натрия с массовой долей 10% (плотностью 1,03 г/мл) и 200 мл раствора хлорида бария с массовой долей 15% (плотностью 1,07 г/мл). Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в образовавшемся растворе.

Решение:

Цель: =

Уравнение реакции: Na₂CO₃ + BaCI₂ = BaCO₃ + 2NaCI

m(Na₂CO₃) после реакции = m(Na₂CO₃) до реакции – m(Na₂CO₃) прореагировавшего

m раствора после реакции = mраствора Na₂CO₃ + mраствора BaCI₂ – m BaCO₃

Согласно условию задачи карбонат натрия в избытке, следовательно, из уравнения определяем количество прореагировавшего карбоната натрия ( Na₂CO₃).

m(раствора Na₂CO₃) = V•p = 300·1,03= 309(г)

m (Na₂CO₃) до реакции = m раствора • = 309·0,= 30,9(г)

m (раствора BaCI₂) = V·p=200·1,07 = 214(г)

m (BaCI₂) = М· = 208г/моль·0,15моль= 32,1(г)

(BaCI₂) =m/М=32,1/208= 0,154 (моль)

Из уравнения Na₂CO₃прореагировавшего = BaCO₃ = BaCI₂ = 0,154 моль.

m Na₂CO₃прореагировавшего = 0,154моль·106г/моль = 16,36г

m Na₂CO₃ после реакции =30,9-16,36= 14,54г

m BaCO₃ = 197г/моль· 0,154моль= 30,34г

m раствора после реакции = 309+214 – 30,34= 492,66г

= 14,54/492,66 =0,0295 или 2,95%

Ответ: 2,95%

2. В результате реакции выделяется газ.

Рисунок:

Задача 2. Нитрит калия массой 34 г внесли при нагревании в 600 г раствора бромида аммония с массовой долью 8%. Рассчитайте объём выделившегося газа и массовую долю бромида аммония в полученном растворе.

Решение:

Уравнение реакции:

KNO₂ + NH₄Br = N₂ + KBr + 2 H₂O

Цель: =

m _{раствора после реакции} = m_{1
раствора}+m _{вещества}– m _газа

m (NH₄Br) = m_{раствора}•

m (NH₄Br) = 600 •0,08= 48г

(KNO₂) = 34г/85г/моль = 0,4 моль

Из уравнения v(NH₄Br) = v(KNO₂)= 0,4 моль

m (NH₄Br) вступившего в реакцию = 98г/моль•0,4 моль = 39,2 г

m(NH₄Br)оставшегося = 48– 39,2 = 8,8г

(N₂)= 0,4 моль

V N₂) = 22,4 л/моль•0,4 моль = 8,96л

m(N₂)= 28 г/моль•0,4 моль = 11,2г

m _{раствора после реакции} = 34 + 600 – 11,2 = 622,8г

= 8,8/622,8= 0,0141 или 1,41%

Ответ: 8,96л, 1,41%

3. В результате реакции образуются только растворимые вещества

Рисунок:

Задача 3. К 250 мл 10 % раствора гидроксида натрия (плотностью 1,109 г/мл) прилили 200 мл раствора соляной кислоты с массовой долью 10% (плотностью1,047 г/мл).

Определить характер среды после окончания реакции и массовую долю хлорида натрия в полученном растворе.

Решение:

Уравнение реакции: NaOH + HCI = NaCI + H₂O

Цель: =

m_{раствора после реакции} = m_{раствора 1} + m_{раствора 2}

Для NaOH

m _{раствора 1} = •V = 1,109г/мл •250 мл = 277,25 г

m(NaOH) = m _{раствора}• = 277,25? 0,1= 27,725г

(NaOH) = m/М= 27,725г/ 40г/моль = 0,69 моль

Для HCI

m_{раствора 2}= 1,047 г/мл•200мл = 209,4 г

m(HCI) =209,4 •0,1= 20,94г

(HCI)= 20,94г/36,5г/моль = 0,574 моль

(NaOH)> v (HCI) NaOH в избытке.

(NaCI)= 0,574 моль

m (NaCI)= 58,5 г/моль • 0,574 моль =33,85 г

m (раствора после реакции) = 277,25 + 209,4 = 486,65 (г)

(NaCI) = 33,85 / 486,65 = 0,069 или 6,9%

4. С раствором соли реагирует металл более активный, вытесняя менее активный металл.

Рисунок:

Задача 4. Железную пластинку массой 20г поместили в 12% раствор нитрата серебра массой 80г. Через некоторое время пластинку вынули, высушили и взвесили. Рассчитайте, какова должна быть масса пластинки после реакции, если массовая доля нитрата серебра уменьшилась до 8%.

Решение:

Цель: m(пластинки после реакции)=m (пластинки до реакции) + m (Fe) – m(Ag)

Уравнение реакции: Fe + 2 AgNO₃ = Fe(NO₃)₂ + 2Ag

m (AgNO₃) = m раствора •

m (AgNO₃) = 80г •0,12 = 9,6г

Пусть х моль– (AgNO₃) прореагировавшего

Из уравнения: Fe = 0,5 х моль

Ag = х моль

m (Ag) =108х

m (Fe)= 28х

m (AgNO₃) прореагировавшего = 170х

m (AgNO₃)после реакции = 9,6 -108х

= =0,08

9,6-170х = 6,4 -6,4х

3,2 = 163,6х

Х=0,02моль

m (Ag)= 2,16г m (Fe)= 0,56г

m(пластинки после реакции)= 20 -0,56 +2,16 =21,6(г)

Ответ: 21,6г

5. Из раствора уходят два вещества

Рисунок:

Задача 5. При полном электролизе 1 л водного раствора нитрата меди (??) (плотностью 1г/мл) на аноде выделилось 4,48 л газа (н.у). Определить массовую долю образовавшейся кислоты в растворе после электролиза.

Катодный процесс: Cu²⁺ +2e = Cu⁰

Анодный процесс: 2Н₂О -4е = 4Н⁺ + О₂

У анода : H⁺ + NO₃^–= HNO₃

Суммарное уравнение:

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O = 2Cu + O₂ +4HNO₃

Цель: =

m раствора после реакции = m раствора до реакции – m Cu⁰ – m О₂

О₂ = О₂ =4,48 л/22,4л/моль = 0,2 моль

Cu = 2• О₂ =2 • 0,2 = 0,4 моль

HNO₃ = 4• О₂ = 4 • 0,2 = 0,8моль

m = М•

m HNO₃ = 63г/моль • 0,8 моль = 50,4 г

m Cu = 64г/моль • 0,4 моль = 25,6 г

m О₂ = 32г/моль • 0,2 моль = 6,4г

m раствора до реакции = p• V = 1г/мл • 1000мл = 1000г

m раствора после реакции = 1000– 25,6 -6,4 = 968г

= или 5,2%

Ответ: 5,2%

Задача 6. Карбид алюминия обработали 500 г 20% раствора серной кислоты. Выделившийся при этом газ занял объём 6,72 л (н.у.). Рассчитайте массовую долю серной кислоты в полученном растворе.

Рисунок: