Г104 г

148 г104 г

 2-х 1,23-у

 CaC→ CaO + C (II)

 100 г 56 г

Искомую величину- массу карбоната стронция в смеси обозначим через х: m (SrC= x. Тогда масса карбоната кальция будет равна m (CaC) = 2-x, а масса выделившегося оксида углерода (IV) составит m (C) = (2-1,23) г = 0,77 г.

Составим уравнение, учитывая, что масса углерода в исходной смеси карбонатов металлов равна массе углерода в выделившемся оксиде углерода (IV):

 m ( CaC) 

Подставляя числовые значения, получим:

(2-х) откуда х=0,75 .

Ответ: масса карбоната стронция равна 0,75 г .

Задача № 6 . Рассчитать массовые доли компонентов смеси , состоящей из гидрата карбоната аммония , карбоната калия и гидрофосфата аммония, если известно , что из 38,4 г этой смеси получили 8,8 г углекислого газа и 6,8 г аммиака.

Решение:

 М ( ) = 114 г/моль

М () = 138 г/моль

М () = 132 г/моль

Пусть в смеси х моль  , у моль  и z моль , тогда

114х + 138у + 132z = 38,4

Из х моль гидрата карбоната аммония можно получить 2х моль аммиака и

х моль углекислого газа:

 х2х х

→ 2

 Аналогично,

 у у z 2z

→  → 2

 n () = 8,8/44 = 0,2 моль х + у = 0,2

n () = 6,8/ 17= 0,4 моль 2х+2z =0,4

Решая систему уравнений

114х + 138у + 132z = 38,4

х + у = 0,2

2х+2z =0,4

 находим х = у = z = 0,1 моль

w () = 

w () =

w ((NH₄)HPO₄ =

Ответ: w () = 29,7 % , w() = 35,9 % ,

w () = 34,4 %.

2) Задачи на газовые законы. Определение количественных отношений в газах.

 Расчёты масс, количеств веществ и объёмов газов обычно проводят с помощью алгебраических уравнений, как правило, на основе закона Авогадро. Рассмотрим некоторые особенности составления таких уравнений.

 Иногда в задачах требуется произвести вычисления с газами, при смешении которых не происходит химического взаимодействия, а образуется смесь исходных газов. В таких случаях при составлении алгебраических уравнений учитывают, что масса газовой смеси равна сумме масс газов смеси. В уравнении массу каждого газа, а также смеси представляют как произведение количества вещества газа на его молярную массу: m = n* M. В отдельных задачах при составлении уравнений принимают во внимание , что количество вещества в газовой смеси равно сумме количеств веществ газов, которые были смешаны.

Если в условии задачи задана относительная плотность D некоторого газа, имеющего молярную массу М ( х ), по другому газу, имеющего молярную массу М ( а ), то можно использовать существующую зависимость между этими величинами: D = М ( х ) / М ( а ) – выражать молярную массу газа М ( х ) в виде произведения .

Во многих задачах рассматриваются газы, которые при смешении реагируют между собой, образуя газообразные продукты реакции. В таких случаях при составлении алгебраических уравнений учитывают, что объёмы участвующих в реакции газов относятся как коэффициенты перед формулами соединений в уравнении химической реакции. Причём объёмы газов должны быть взяты при одинаковой температуре и давлении. В алгебраических уравнениях отношение объёмов реагирующих газов иногда удобно заменять отношением количеств веществ газов.

В процессе решения задач, касающихся газов, иногда полезно использовать информацию, которую можно представить в виде неравенств. Последние иногда непосредственно следуют из условия задачи. Однако в ряде случаев их можно составлять на основе известных свойств газов. Например, для любого газа относительная плотность по водороду больше единицы: D_H > 1; средняя молярная масса газа, состоящего из молекул различных соединений, находится в пределах значений молярных масс этих соединений:  и т. п.

Иногда в условиях задач объём газа даётся не при нормальных, а при каких-то других условиях. В этом случае, как обычно говорят, нужно привести объём к нормальным условиям. Для этого проще всего воспользоваться объединённым газовым законом, который математически выражается так:

 .

Где V₀ – объём газа при н.у., т.е. при нормальной температуре T₀ = 273 K и при нормальном давлении P₀ =101325 Па; V- объём газа при данной температуре T и данном давлении P.

Значение молярной массы газа, а также число молей газа можно найти при использовании уравнения Клапейрона - Менделеева:

PV=

 Где P - давление газа , V- объём системы , m – масса газа, Т- абсолютная температура, R- универсальная газовая постоянная: R= 8,31 Дж / ().

При расчётах газовых реакций нет необходимости определять число молей веществ, а достаточно пользоваться их объёмами. Из закона Авогадро и основного закона стехиометрии вытекает следующее следствие отношение объёмов газов, вступающих в реакцию, равно отношению коэффициентов в уравнении реакции. Это утверждение называется законом объёмных отношении Гей-Люссака.

Задача № 1 . Какой объём (н.у.) озонированного кислорода с молярной долей озона 24 % требуется для сжигания 11,2 л водорода.

Решение: Реакциям горения водорода отвечают уравнения:

 2+ = 2

 3 + = 3

Искомая величина V (смеси) – объём озонированного кислорода, необходимый для сжигания 11,2 л водорода. Составим уравнения, учитывая, что количество вещества водорода равно сумме удвоенного количества кислорода и утроенного количества вещества озона.

 n () = 2n ()+ 3n (),

 ,

Откуда V (смеси) =5 л.

Ответ: 5 л озонированного кислорода.

Задача № 2 . К 30 л смеси, состоящей из этана и аммиака добавили 10 л хлороводорода, после чего плотность паров газовой смеси по воздуху стало равной 0,945. Вычислить объёмные доли газов в исходной смеси.

Решение:

При добавлении хлороводорода происходит реакция

+ HCl →

с образованием твёрдого .

Конечная газовая смесь имеет среднюю молярную массу

Мср =  = 27,4 г/ моль

и состоит из этана (М= 30 г/ моль) и аммиака (М= 17 г/ моль). Это означает, что аммиак в реакции - в избытке. Если бы в избытке был хлороводород, то в конечной смеси вместо аммиака был хлороводород , и средняя молярная масса была бы больше 30 г/ моль.

Пусть в исходной смеси было х л аммиака и у л этана, тогда в конечной смеси содержатся

( х- 10) л аммиака и у л этана. Значения объёма исходной смеси и молярной массы конечной смеси дают систему двух уравнений для х и у :

х + у = 30

 

откуда следует х=14 л , у=16 л .

φ () = 14/30 = 0,47, φ () = 16/30 = 0,53.

Ответ: 47 % , 53 % .

Задача № 3 . Смесь паров пропина и изомерных монохлоралкенов при  и давлении 96,5 кПа занимает объём 18 л и при сжигании в избытке кислорода образует 18 г воды. Вывести формулы монохлоралкенов. Вычислить объём 1,7 % раствора нитрата серебра (плотность 1,01 г/мл), который может прореагировать с продуктами сжигания исходной смеси, если известно, что её плотность по воздуху 1,757.

Решение: Общая формула монохлоралкенов - .

Сгорание компонентов смеси происходит по уравнениям:

 х 2х

 у (n -1)y

 + (1.5 n-0.5).

 

Пусть в смеси было х моль  (М = 40) моль, y моль  (М = 14n+34).

Общее количество веществa в газовой смеси: n = PV/RT = 96.5моль. Средняя молярная масса смеси равна М=29  = 50.95 г/моль.

Отсюда масса 0.5 моль смеси составляет m = 50.95[11, 12].

ЛИТЕРАТУРА

 

1.  Абкии Г. П. Методика решения задач по химии. — М.: Просвещение, 1971.

2.  Аркавепко Л. Н., Гапонцев В. Л., Велоусова О. А. Для чего классифицировать расчетные задачи // Химия в школе, 1995, № 3. С. 60.

3.  Архангельская О. В. Решение задач. Чем проще, тем изящнее // Химия в школе, 1998. С. 46.

4.  Беляев Н. Н. О системном подходе к решению задач // Химия в школе, 1998, № 5. С. 46.

5.  Буцкая Н. Н. К решению задач по химическим уравнениям // Химия в школе, № 5. С. 49.

6.  Емельянова Е. О. Подготовка учащихся к решению расчетных задач // Химия в школе, № 3. С. 53.

7.  Крыгин Д. П., Грабовый А. К. Задачи и примеры по химии с межпредметным содержанием. — М.: Высшая школа, 1989.

8.  Ерыгин Д. П., Шишкин Е. А. Методика решения задач по химии. — М.: Просвещение, 1989.

9.  Медведев Ю. Н. и др. Учимся решать сложные задачи // Химия в школе, 1977, № 4. С. 53.

10.    Протасов П. Н., Цитович И. К. Методика решения расчетных задач по химии. — М.: Просвещение, 1978.

11.    Савицкий С. Н., Твердовский Н. П. Сборник задач и упражнений по неорганической химии. — М.: Высшая школа, 1981.

12.    Шамова М. О. К решению задач на определение формул веществ // Химия в школе, 1997, № 4. С. 50;

13.    Учимся решать расчетные задачи по химии: технология и алгоритмы решений. — М.: Школа-Пресс, 1999.