|
Зверніть увагу, майже кожна хімічна задача може бути розв'язана кількома способами. Намагайтеся віднаходити різні варіанти розв'язування конкретної задачі, але обирайте той з них, який є найраціональнішим. Зеленим кольором даються пояснення. |
САМОСТІЙНА РОБОТА (РІВНЕВА)
І рівень
Вправа 1. Є розчин калій гідроксиду масою 56 г з масовою часткою лугу 0,1. До цього розчину долили хлоридної кислоти в надлишку. Обчисліть масу утвореної солі.
Відомо: m(розчину)=56 г, ω(KОН)=0,1
Знайти: m(KCl)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Обчислюємо масу калій гідроксиду в розчині масою 56 г.
m(KОН)=m(розчину)•ω(KОН)=56 г•0,1=5,6 г
2. Записуємо рівняння реакції:
5,6 г х г
KOH + HCl = KCl + H2O
56 г 74,5 г
Над формулами речовин записуємо знайдену масу калій гідроксиду і невідому масу калій хлориду.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль калій гідроксиду КОН з утворенням 1 моль калій хлориду КCl. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56,
M(KOH)=56 г/моль. Маса 1 моль=56 г
Mr(KCl)=Ar(K)+Ar(Cl)=39+35,5=74,5,
M(KCl)=74,5 г/моль. Маса 1 моль=74,5 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу калій хлориду.
5,6 г / 56 г = х г / 74,5 г, звідси
х г • 56 г = 74,5 г • 5,6 г
х = 74,5 г • 5,6 г : 56 г
х = m(KCl) = 7,45 г
ІІ спосіб
1. Обчислюємо масу калій гідроксиду в розчині масою 56 г.
m(KОН)=m(розчину)•ω(KОН)=56 г•0,1 =5,6 г.
2. Обчислюємо кількість речовини калій гідроксиду масою 5,6 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, M(KOH)= 56 г/моль.
v(KOH)=m(KOH):M(KOH)=5,6 г : 56 г/моль=0,1 моль.
3. Записуємо рівняння реакції: KOH+HCl=KCl↓+H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль калій гідроксиду KОН з утворенням 1 моль калій хлориду KCl, кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,1 моль калій гідроксиду, то в результаті реакції утвориться така ж кількість речовини калій хлориду, тому
v(KCl)=v(KОН)=0,1 моль.
4. Обчислюємо масу калій хлориду кількістю речовини 0,8 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(KCl)=Ar(K)+Ar(Cl)=39+35,5=74,5, M(KCl)=74,5 г/моль.
m(KCl)=v(KCl)•M(KCl)=0,1 моль•74,5 г/моль=46,8 г.
Відповідь: m(KCl)=46,8 г.
II рівень
Вправа 2. Розчин натрій гідроксиду масою 160 г з масовою часткою лугу 2% повністю нейтралізували розчином сульфатної кислоти. Обчисліть масу утвореної солі. Назвіть сіль.
Відомо: m(розчину)=160 г, ω(NаОН)=2%
Знайти: m(Na2SO4)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Обчислюємо масу натрій гідроксиду в розчині масою 160 г.
m(NаОН)=(m(розчину)•ω(NаОН)):100%=(160 г•2%):100%=3,2 г
2. Записуємо рівняння реакції:
3,2 г х г
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
80 г 142 г
Над формулами речовин записуємо знайдену масу натрій гідроксиду і невідому масу натрій сульфату.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль натрій гідроксиду NаОН з утворенням 1 моль натрій сульфату Na2SO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 2 моль натрій гідроксиду і 1 моль натрій сульфату.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль.
Маса 1 моль=40 г, а маса 2 моль=80 г.
Mr(Na2SO4)=2•Ar(Na)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•23+32+4•16=142,
M(Na2SO4)=142 г/моль. Маса 1 моль=142 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу натрій сульфату.
3,2 г / 80 г = х г / 142 г, звідси
х г • 80 г = 3,2 г • 142 г
х = 3,2 г • 142 г : 80 г
х = m(Na2SO4) = 5,68 г
ІІ спосіб
1. Обчислюємо масу натрій гідроксиду в розчині масою 160 г.
m(NаОН)=(m(розчину)•ω(NаОН)):100%=(160 г•2%):100% =3,2 г.
2. Обчислюємо кількість речовини натрій гідроксиду масою 3,2 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)= 40 г/моль.
v(NaOH)=m(NaOH):M(NaOH)=3,2 г : 40 г/моль=0,08 моль.
3. Записуємо рівняння реакції: 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль натрій гідроксиду NаОН з утворенням 1 моль натрій сульфату Na2SO4, кількість речовин натрій сульфату удвічі менша, ніж кількість речовини натрій гідроксиду. Отже, якщо в реакцію вступає 0,08 моль натрій гідроксиду, то в результаті реакції утвориться удвічі менша кількість кількість речовини натрій сульфату, тому
v(Na2SO4)=v(NаОН):2=0,08 моль:2=0,04 моль.
4. Обчислюємо масу натрій сульфату кількістю речовини 0,04 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(Na2SO4)=2•Ar(Na)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•23+32+4•16=142, M(Na2SO4)=142 г/моль.
m(Na2SO4)=v(Na2SO4)•M(Na2SO4)=0,04 моль•142 г/моль=5,68 г.
Відповідь: m(Na2SO4)=5,68 г, натрій сульфат.
IIІ рівень
Вправа 3. До розчину барій гідроксиду масою 34,2 г з масовою часткою лугу 0,3 долили розчину калій сульфату до повноїїх взаємодії. Обчисліть маси утворених продуктів.
Відомо: m(розчину)=34,2 г, ω(Ba(OH)2)=0,3
Знайти: m(BaSO4)-?, m(KOH)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Обчислюємо масу барій гідроксиду в розчині масою 34,2 г.
m(Ba(OH)2)=m(розчину)•ω(Ba(OH)2)=34,2 г•0,3=10,26 г
2. Записуємо рівняння реакції:
10,26 г х г у г
Ba(OH)2 + K2SO4 = BaSO4↓ + 2KOH
171 г 233 г 112 г
Над формулами речовин записуємо знайдену масу барій гідроксиду і невідомі маси барій сульфату та калій гідроксиду.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барій гідроксиду Ва(ОН)2 з утворенням 1 моль барій сульфату BaSO4 і 2 моль калій гідроксиду КОН. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль барій сульфату і 2 моль калій гідроксиду.
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,
M(Ba(OH)2)=171 г/моль. Маса 1 моль=171 г
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233,
M(BaSO4)=233 г/моль. Маса 1 моль=233 г
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, M(KOH)=56 г/моль.
Маса 1 моль=56 г, а маса 2 моль=112 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу барій сульфату.
10,26 г / 171 г = х г / 233 г, звідси
х г • 171 г = 233 г • 10,26 г
х = 233 г • 10,26 г : 171 г
х = m(BaSO4)=13,98 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу калій гідроксиду.
10,26 г / 171 г = у г / 112 г, звідси
у г • 171 г = 112 г • 10,26 г
y = 112 г • 10,26 г : 171 г
y = m(КОН)=6,72 г
ІІ спосіб
1. Обчислюємо масу барій гідроксиду в розчині масою 34,2 г.
m(Ba(OH)2)=m(розчину)•ω(Ba(OH)2)=34,2 г•0,3=10,26 г
2. Обчислюємо кількість речовини барій гідроксиду масою 10,26 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171, M(Ba(OH)2)=171 г/моль.
v(Ba(OH)2)=m(Ba(OH)2) : M(Ba(OH)2)=10,26 г : 171 г/моль=0,06 моль.
3. Записуємо рівняння реакції: Ba(OH)2+K2SO4=BaSO4↓+2KOH
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барій гідроксиду Ва(ОН)2 з утворенням 1 моль барій сульфату BaSO4 і 2 моль калій гідроксиду КОН, кількості речовин барій гідроксиду й барій сульфату однакові, а кількість речовини калій гідроксиду удвічі більша, ніж кількість речовини барій гідроксиду. Отже, якщо в реакцію вступає 0,06 моль барій гідроксиду, то в результаті реакції утвориться така ж кількість речовини барій сульфату і удвічі більша кількіть калій гідроксиду, тому
v(BaSO4)=v(Ba(OH)2)=0,06 моль.
v(КОН)=v(Ba(OH)2)•2=0,06 моль • 2= 0,12 моль
4. Обчислюємо маси заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233, M(BaSO4)=233 г /моль.
m(BaSO4)=v(BaSO4)•M(BaSO4)=0,08 моль•233 г/моль=18,64 г.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, M(KOH)=56 г/моль.
m(KOH)=v(KOH)•M(KOH)=0,12 моль•56 г/моль=6,72 г.
Відповідь: m(Ba2SO4)=18,64 г, m(KOH)=6,72 г.
IV рівень
Вправа 4. Унаслідок взаємодії розчинів кальцій хлориду з натрій карбонатом випав осад масою 40 г. Обчисліть масові частки речовин до реакції, якщо взято розчин кальцій хлориду масою 148 г, а натрій карбонату масою 212 г.
Відомо: m(CaCO3)=40 г, m(р-ну CaCl2)=148 г, m(р-ну Na2CO3)=212 г
Знайти: ω(CaCl2)-?, ω(Na2CO3)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Записуємо рівняння реакції:
х г у г 40 г
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
111 г 106 г 100 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль кальцій хлориду CaCl2 і 1 моль натрій карбонату Na2CO3 утворенням 1 моль кальцій карбонату CaCO3. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(СaCl2)=Ar(Ca)+2•Ar(Cl)=40+2•35,5=111,
M(CaCl2)=111 г/моль. Маса 1 моль=111 г
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль. Маса 1 моль=106 г
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100,
M(CaCO3)=100 г/моль. Маса 1 моль=100 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу кальцій хлориду.
х г / 111 г = 40 г / 100 г, звідси
х г • 100 г = 111 г • 40 г
х = 111 г • 40 г : 100 г
х = m(СaCl2)=44,4 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу натрій карбонату.
у г / 106 г = 40 г / 100 г, звідси
у г • 100 г = 106 г • 40 г
y = 106 г • 40 г : 100 г
y = m(Na2CO3)=42,4 г
2. Обчислюємо масові частки розчиненої речовини у розчині за формулою:
ω(речовини)=m(речовини)/m(розчину).
ω(CaCl2)=m(CaCl2):m(р-ну CaCl2)=44,4 г : 148 г=0,3, або,
помноживщи це число на 100%, одержимо 30%.
ω(Na2CO3)=m(Na2CO3):m(р-ну Na2CO3)=42,4 г : 212 г=0,2, або 20%.
ІІ спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини кальцій карбонату масою 40 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100,
M(CaCO3)=100 г/моль.
v(CaCO3)=m(CaCO3) : M(CaCO3)=40 г : 100 г/моль=0,4 моль.
2. Записуємо рівняння реакції: CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль кальцій хлориду CaCl2 і 1 моль натрій карбонату Na2CO3 утворенням 1 моль кальцій карбонату CaCO3, кількості речовин однакові. Отже, якщо в результаті реакції утворюється 0,4 моль кальцій карбонату, то в реакцію вступає така ж кількість речовини кальцій хлориду і натрій карбонату, тому
v(CaCl2)=v(Na2CO3)=v(CaCO3)=0,4 моль.
3. Обчислюємо маси заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(СaCl2)=Ar(Ca)+2•Ar(Cl)=40+2•35,5=111, M(CaCl2)=111 г/моль.
m(СaCl2)=v(СaCl2)•M(СaCl2)=0,4 моль•111 г/моль=44,4 г.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль.
m(Na2CO3)=v(Na2CO3)•M(Na2CO3)=0,4 моль•106 г/моль=42,4 г.
4. Обчислюємо масові частки розчиненої речовини у розчині за формулою:
ω(речовини)=m(речовини)/m(розчину).
ω(CaCl2)=m(CaCl2):m(р-ну CaCl2)=44,4 г : 148 г=0,3, або,
помноживщи це число на 100%, одержимо 30%.
ω(Na2CO3)=m(Na2CO3):m(р-ну Na2CO3)=42,4 г : 212 г=0,2, або 20%.
Відповідь: ω(CaCl2)=30%, ω(Na2CO3)=20%.