Домашнє завдання
Завдання 1. Знайдіть інформацію про поширення води в природі, її агрегатний стан, фізичні властивості, колообіг у пророді, роль питної води та мінеральних вод для життя і здоров'я людини. Використайте знання з інших природничих дисциплін: географії, фізики, біології. Складіть тези вашої інформації або схему.
1. Поширення води в природі: в атмосфері (хмари, дощ, сніг тощо), гідросфері (річки, озера, моря та океани), літосфері (є у складі мінералів і гірських порід, ґрунті).
2. Три агрегатні стани води: рідкий, твердий (лід), газоподібний (водяна пара).
3. Фізичні властивості води: безбарвна, прозора, без запаху і смаку, неелектропровідна, теплопровідність низька, температура кипіння 1000С, а замерзання 00С, густина 1 г/см3.
4. Використання питної води та мінеральних вод для життя людини. Всі процеси у людському організмі відбуваються у водному розчині, вода міститься у складі організму (60% - від маси тіла людини (99% - в оці, 90% - в крові, 75% - у м'язах)) тощо.
Завдання 2. Розв'яжіть завдання посильного вам рівня.
І рівень
Задача 1. Обчисліть, який об'єм водню (н.у) виділиться від взаємодії кальцію масою 16 г з водою.
Дано: m(Сa)=16 г
Знайти: V(H2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
16 г x л
Са + 2H2O = Са(OH)2 + H2↑
40 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцію Сa з утворенням 1 моль водню H2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (Mrг/моль=M) кальцію й, відповідно, масу 1 моль.
M(Ca)=Mr(Ca) г/моль=Аr(Ca) г/моль=40 г/моль. Маса 1 моль=40 г
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм водню.
16 г / 40 г= х л / 22,4 л, звідси х л • 40 г = 16 г • 22,4 л
х = 16 г • 22,4 л : 40 г = 8,96 л
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Сa+2H2O=Са(OH)2+H2↑
Обчислюємо кількість речовини кальцію Сa масою 16 г за формулою y=m/M, де
Мrг/моль=M.
M(Ca)=Mr(Ca) г/моль=Аr(Ca) г/моль=40 г/моль
y(Сa)=16 г: 40 г/моль=0,4 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцію Сa з утворенням 1 моль водню H2 , кількості речовин однакові, тому
y(H2)=y(Са)=0,4 моль
Обчислюємо об'єм водню кількістю речовини 0,4 моль за формулою V=Y•Vм, де
Vм=22,4 л/моль за н.у.
V(H2)=0,4 моль•22,4 л/моль=8,96 л
Відповідь: V(H2)=8,96 л.
ІI рівень
Задача 2
У реакцію з водою вступив барій оксид кількістю речовини 0,5 моль. Обчисліть масу утвореного барій гідроксиду.
Дано: m(BaO)=0,5 моль
Знайти: m(Ba(OH)2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
0,5 моль x г
BaO + H2O = Ba(OH)2
1 моль 171 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль барій оксиду BaO з утворенням 1 моль барій гідроксиду Ba(OH)2. Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) речовини й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(BaOH)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,
M(BaO)=171 г/моль. Маса 1 моль=171 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу барій гідроксиду.
0,5 моль / 1 моль = х г / 171 г звідси х г • 1 моль = 171 г • 0,5 моль
х = 171 г • 0,5 моль : 1 моль = 85,5 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: BaO + H2O = Ba(OH)2
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль барій оксиду BaO з утворенням 1 моль барій гідроксиду Ba(OH)2, кількості речовин однакові, тому
y(Ba(OH)2)=y(BaO)=0,5 моль
Обчислюємо масу барій гідроксиду кількістю речовини 0,5 моль за формулою:
m=y•M, де Мrг/моль=М.
Mr(BaOH)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171, M(BaO)=171 г/моль
m(BaOH)=n(BaOH)•y(BaOH)=0,5 моль•171 г/моль=85,5 г.
Відповідь: m(BaOH)=85,5 г.
ІІІ рівень
Задача 3
Під час взаємодії магнію з хлоридною кислотою виділився водень об'ємом 1,12 л (н.у.). Обчисліть маси вихідних речовин, що вступили в реакцію.
Дано: V(H2)=1,12 л
Знайти: m(Mg)-?, m(HCl)-?
Розв'язання.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x г у г 1,12 л
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
24 г 73 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg і 2 моль хлоридної кислоти HCl з утворенням 1 моль водню H2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 2 моль газу займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 л).
Обчислюємо молярну масу (Mrг/моль=M) речовин й, відповідно, масу 1 моль магнію і масу 2 моль хлоридної кислоти.
M(Mg)=Мr(Mg) г/моль=Ar(Mg) г/моль=24 г/моль. Маса 1 моль=24 г
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5, M(HCl)=36,5 г/моль
Маса 1 моль=36,5 г, а маса 2 моль=73 г
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу магнію.
х г / 24 г = 1,12 л / 22,4 л, звідси х г • 22,4 л = 1,12 л • 24 г
х=1,12 л • 24 г : 22,4 л = 1,2 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу хлоридної кислоти.
у г / 73 г= 1,12 л / 22,4 л, звідси у г • 22,4 л = 1,12 л • 73 г
у=1,12 л • 73 г : 22,4 л =3,65 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Обчислюємо кількість речовини водню H2 об'ємом 1,12 л за формулою y=V/Vм, де
Vм=22,4 л/моль за н.у
y(H2)=1,12 л:22,4 л/моль=0,05 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg і 2 моль хлоридної кислоти HCl з утворенням 1 моль водню H2, кількість речовини водню і магнію однакова, тому y(Mg)=y(H2)=0,05 моль, а кількість речовини хлоридної кислоти удвічі більша, ніж кількість речовини водню, тому
y(HCl)=2•y(H2)=2•0,05 моль=0,1 моль
Масу заданої порції речовини знаходимо за формулою m=y•M, де Мrг/моль=М.
Обчислюємо масу магнію кількістю речовини 0,05 моль.
M(Mg)=Mr(Mg) г/моль=Ar(Mg) г/моль=24 г/моль
m(Mg)=0,05 моль•24 г/моль=1,2 г
Обчислюємо масу хлоридної кислоти кількістю речовини 0,1 моль.
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5, M(HCl)=36,5 г/моль
m(HCl)=0,1 моль•36,5 г/моль=3,65 г
Відповідь: m(Mg)=1,2 г; m(НCl)=3,65 г.
ІV рівень
Задача 4
Від взаємодії барію з водою утворився барій гідроксид кількістю речовини 0,2 моль. Обчисліть кількості речовин і маси барію та води, що вступили в реакцію. Який об'єм газу виділився при цьому? (н.у.)
Дано: y(Ba(OH)2)=0,2 моль
Знайти: y(Ba)-?, y(H2O)-?, m(Ba)-?, m(H2O)-?, V(H2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x моль y моль 0,2 моль z л
Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑
1 моль 2 моль 1 моль 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль барію Ва і 2 моль води H2O з утворенням 1 моль барій гідроксиду Ba(OH)2 і виділенням 1 моль водню Н2 (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.), зазначені кількості речовин підписуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо три пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення кількості речовини барію Ва.
х моль/1моль=0,2 моль/1 моль, звідси х=0,2моль•1моль:1моль=0,2 моль
Пропорція для обчислення кількості речовини води H2O.
у моль/2моль=0,2 моль/1 моль, звідси у=0,2моль•2моль:1моль=0,4 моль
Пропорція для обчислення об'єму водню H2.
0,2 моль/1моль=z л/22,4 л, звідси z=0,2моль•22,4 л:1моль=4,48 л
Масу заданої порції речовини знаходимо за формулою m=y•M, де Мrг/моль=M.
Обчислюємо масу барію Ва кількістю речовини 0,2 моль.
Mr(Ва)=Ar(Ва)=137, M(Ва)=137 г/моль
m(Ва)=0,2 моль • 137г/моль=27,4 г
Обчислюємо масу води H2O кількістю речовини 0,4 моль.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль
m(H2O)=0,4 моль • 18г/моль=7,2 г
Відповідь: m(Ва)=27,4 г; m(Н2О)=7,2 г; y(Ва)=0,2 моль;
y(Н2О)=0,4 моль; V(H2)= 4,48 л.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Ba+2H2O=Ba(OH)2+H2↑
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль барію Ва і 2 моль води H2O з утворенням 1 моль барій гідроксиду Ba(OH)2 і виділенням 1 моль водню Н2, кількості речовини барій гідроксиду, барію і водню однакова, тому
y(Ba)=0,2 моль і y(H2)=0,2 моль, а кількість речовини води удвічі більша, тому
y(H2O)=0,4 моль
Обчислюємо молярні маси барію Ва і води H2O.
Mr(Ва)=Ar(Ва)=137, M(Ва)= 137 г/моль
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль
З формули y=m/M, де Мr г/моль=М, знаходимо масу m=y•M.
Обчислюємо масу барію Ва кількістю речовини 0,2 моль.
m(Ва)=0,2 моль • 137 г/моль= 27,4 г
Обчислюємо масу води H2O кількістю речовини 0,4 моль.
m(H2O)=0,4 моль • 18 г/моль= 7,2 г
Обчислюємо об'єм водню кількістю речовини 0,2 моль за формулою V=Y•Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у.
V(H2)=0,2 моль•22,4 л/моль=4,48 л
Відповідь: m(Ва)=27,4 г; m(Н2О)=7,2 г; y(Ва)=0,2 моль;
y(Н2О)=0,4 моль; V(H2)= 4,48 л.
Завдання 3. Деякі мінеральні води Прикарпаття належать до сульфатно-кальцієво-магнієвих. Здійсніть умовний експеримент для підтвердження наявності відповідних йонів у складі води. Напишіть рівняння якісних реакцій.
MgSO4 + BaCl2 = MgCl2 + BaSO4↓ - утворюється білий, нерозчинний у кислотах осад.
CaSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + CaCO3↓ - розчин стає каламутним.
MgSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Mg(OH)2↓ - утворюється білий аморфний осад.
------------------------- Програма інших років --------------------
Задача 1. Який об'єм водню (н.у) виділяється від взаємодії натрію масою 9,2 г з водою?
Дано: m(Na)=9,2 г
Знайти: V(H2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
9,2 г x л
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
46 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль натрію Na з виділенням 1 моль водню H2 (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.). Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) натрію й, відповідно, масу 2 моль.
Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль
Маса 1 моль=23 г, а маса 2 моль=46 г
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
9,2 г / 46 г= х л / 22,4 л, звідси х=9,2г• 22,4 л : 46 г=4,48 л
Відповідь: V(H2)=4,48 л.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
Обчислюємо кількість речовини натрію Na масою 5,6 г.за формулою y=m/M, де М г/моль=Mr.
Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль
y(Na)=9,2 г: 23 г/моль=0,4 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль натрію Na з виділенням 1 моль водню H2 , кількість речовини водню є у два рази меншою, тому y(H2)=0,2 моль.
Обчислюємо об'єм водню кількістю речовини 0,2 моль за формулою V=у•Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у.
V(H2)=0,2 моль•22,4 л/моль=4,48 л
Відповідь: V(H2)=4,48 л.
Задача 2. Від взаємодії кальцію з водою виділився водень об'ємом 1,12 л (н.у.). Обчисліть, які маси вихідних речовин вступили в реакцію?
Дано: V(H2)=1,12 л
Знайти: m(Cа)-?, m(H2O)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x г у г 1,12 л
Cа + 2H2O = Cа(ОН)2 + H2↑
40 г 36 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцію Cа і 2 моль води H2O з виділенням 1 моль водню H2 (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.). Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль кальцію Cа і масу 2 моль води H2O.
Mr(Cа)=Ar(Cа)=40, M(Cа)=40 г/моль. Маса 1 моль=40 г
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль
Маса 1 моль=18 г, а маса 2 моль=36 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення маси кальцію Cа.
х г / 40 г= 1,12 л / 22,4 л, звідси х=1,12 л•40 г:22,4 л=2 г
Пропорція для обчислення маси води H2O.
у г / 36 г= 1,12 л / 22,4 л, звідси у=1,12 л•36 г:22,4 л=1,8 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Cа+2H2O=Cа(ОН)2+H2↑
Обчислюємо кількість речовини водню H2 об'ємом 1,12 л за формулою: y=V/Vм, де
Vм=22,4 л/моль за н.у.
y(H2)=1,12 л: 22,4 л/моль=0,05 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцію Cа і 2 моль води H2O з виділенням 1 моль водню H2, кількість речовини водню і кальцію однакова, тому y(Cа)=0,05 моль, а кількість речовини води є у два рази більшою, тому y(H2O)=0,1 моль. Обчислюємо молярні маси кальцію Са і води H2O.
Mr(Cа)=Ar(Cа)=40, M(Cа)=40 г/моль
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль
З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо масу
Обчислюємо масу речовин заданої кількості речовини за формулою: m=y•M,
де М г/моль=Мr.
m(Cа)=0,05 моль•40 г/моль=2 г
m(H2O)=0,1 моль•18 г/моль=1,8 г
Відповідь: m(Cа)=2 г; m(H2O)=1,8 г.