Задачи на неполное разложение химия егэ

Задачи на частичное разложение — это задачи, в которых исходное вещество распадается только частично, то есть часть исходного вещества остается. При разложении твердого вещества может образоваться новый твердый продукт, но также остается часть исходного реагента, который не разложился. Это необходимо учитывать при составлении химических реакций.

По сути, это одна из разновидностей задач на материальный баланс.

Рассмотрим несколько примеров решения задач на частичное разложение из реальных ЕГЭ по химии.

1. При нагревании образца нитрата алюминия часть вещества разложилась. При этом выделилось 10,08 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Для полного растворения образовавшегося твёрдого остатка необходимо затратить 60 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. При этом образовался тетрагидроксоалюминат натрия. Определите массу исходного образца нитрата алюминия.

Решение:

Реакция разложения нитрата алюминия:

4Al(NO₃)₃ = 2Al₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂

Из условия известно, что распалась только часть исходного вещества.

Количество вещества смеси газов:

n_см = V/V_m = 10,08 л/22,4 л/моль = 0,45 моль

Примем количество образовавшегося кислорода за х моль:

n(О₂) = x моль

тогда количество вещества оксида азота (IV) равно 4х моль:

n(NО₂) = 4x моль

Получаем уравнение:

х + 4х = 0,45

5х = 0,45

х = 0,09 моль

Количество образовавшегося оксида алюминия:

n(Al₂О₃) = 0,06 моль

Количество и масса разложившегося нитрата алюминия:

n_разлож(Al(NО₃)₃) = 0,12 моль

m_разлож(Al(NО₃)₃) = n·M = 0,12 моль · 213 г/моль = 25,56 г

С гидроксидом натрия реагирует и образовавшийся оксид алюминия, и остаток нитрата алюминия:

Al(NO₃)₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaNO₃

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]

Определим массу и количество вещества гидроксида натрия:

m(NaOH) = ω(NaOH)·m_р-ра(NaOH) = 0,40 ·60 г = 24 г

n(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 24 г/40 г/моль = 0,6 моль

Определим количество гидроксида натрия, который потребуется для растворения оксида алюминия во второй реакции:

n₂(NaOH) = 2n(Al₂О₃) = 2·0,06 моль = 0,12 моль

Тогда в первой реакции будет израсходовано:

n₁(NaOH) = n(NaOH) – n₂(NaOH)  = 0,6 моль – 0,12 моль = 0,48 моль

Количество неразложившегося нитрата алюминия, который затем растворится в щелочи в первой реакции:

n_{неразлож.}(Al(NО₃)₃) = 1/4·n₁(NaOH) = 1/4·0,48 моль = 0,12 моль

Масса этого неразложившегося нитрата алюминия:

m_{неразлож.}(Al(NО₃)₃) = n_{неразлож.}(Al(NО₃)₃)·M = 0,12 моль·213 г/моль = 25,56 г.

Масса исходного нитрата алюминия:

m(Al(NО₃)₃) = m_{разлож.}(Al(NО₃)₃) + m_{неразлож.}(Al(NО₃)₃) = 25,56 г + 25,56 г = 51,12 г

Ответ: m(Al(NO₃)₃) = 51,12 г

2. При нагревании карбоната магния часть вещества разложилась. При этом выделилось 5,6 л газа и образовалось 18,4 г твёрдого остатка. Остаток растворили в 365 г соляной кислоты, при этом массовая доля кислоты в конечном растворе составила 2,9%. Вычислите массовую долю соляной кислоты в исходном растворе.

3. При нагревании хлората калия (KClO₃) в присутствии катализатора часть вещества разложилась. При этом выделилось 6,72 л (н.у.) газа и образовался твёрдый остаток массой 16 г. К остатку добавили 170 г 30%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в полученном растворе. (KClO₃ и AgClO₃ растворимы в воде.)

4. При нагревании образца нитрата магния часть вещества разложилась. При этом выделилось 10,08 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Масса твёрдого остатка составила 69,36 г. К этому остатку последовательно добавили 100 мл воды и 240 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе.

5. При нагревании образца нитрата меди(II) часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 50,8 г. К остатку добавили 150 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. При этом образовался раствор с массой 159 г и массовой долей гидроксида натрия 13,84%. Определите объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся в результате частичного разложения нитрата меди(II).

6. При нагревании образца нитрата серебра часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 88 г. К этому остатку добавили 200 г 20%-ного раствора соляной кислоты. При этом образовался раствор массой 205,3 г с массовой долей соляной кислоты 15,93%. Определите объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся в результате частичного разложения нитрата серебра.

7. При нагревании образца карбоната бария часть вещества разложилась. При этом выделилось 1,12 л (н.у.) газа. Масса твёрдого остатка составила 27,35 г. Этот остаток добавили к 73 г 30%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.

8. При нагревании образца нитрата цинка часть вещества разложилась. При этом выделилось 5,6 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Масса твёрдого остатка составила 64,8 г. Остаток полностью растворили в минимальном объёме 28%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю нитрата натрия в полученном растворе.

9. При нагревании образца нитрата серебра часть вещества разложилась. При этом выделилось 6,72 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Масса твёрдого остатка составила 25 г. К этому остатку последовательно добавили 50 мл воды и 18,25 г 20%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.

10. При нагревании образца нитрата меди(II) массой 94 г часть вещества разложилась. При этом выделилось 11,2 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. К полученному твёрдому остатку добавили 292 г 10%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.

11. При нагревании образца нитрата магния часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 15,4 г. Этот остаток прореагировал с 20 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массу исходного образца нитрата магния и объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся при частичном разложении нитрата магния.

12. При нагревании образца карбоната бария часть вещества разложилась, при этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа. К образовавшемуся твёрдому остатку последовательно добавили 100 мл воды и 200 г 20%-ного раствора сульфата натрия. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

13. Оксид меди(II) массой 16 г нагрели в присутствии водорода объёмом 3,36 л (н.у.). При этом водород прореагировал полностью. Полученный твёрдый остаток растворили в 535,5 г 20%-ного раствора азотной кислоты, при этом наблюдали выделение бесцветного газа. Определите массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе.

14. При нагревании образца нитрата железа(III) часть вещества разложилась. При этом образовалось 88,6 г твёрдого остатка. Этот остаток может прореагировать с 225 г 16%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массу исходного образца нитрата железа(III) и объём выделившейся смеси газов (в пересчёте на н.у.).

15. При нагревании образца гидрокарбоната натрия часть вещества разложилась. При этом выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа и образовалось 4,64 г твёрдого безводного остатка. Остаток добавили к 0,15%-ному раствору гидроксида кальция. При этом в полученном растворе не осталось ионов кальция и карбонат-анионов. Определите массовую долю гидроксида натрия в конечном растворе.

16. При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) углекислого газа. Масса твёрдого остатка составила 41,2 г. Этот остаток добавили к 465,5 г раствора соляной кислоты, взятой в избытке. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

17. При нагревании образца нитрата магния массой 44,4 г часть вещества разложилась. При этом выделилось 13,44 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. К полученному твёрдому остатку добавили 124,1 г 20%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.

18. При нагревании образца нитрата меди(II) часть вещества разложилась. При этом выделилось 5,6 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Масса твёрдого остатка составила 26,8 г. К этому остатку последовательно добавили 50 мл воды и 10%-ный раствор гидроксида натрия в количестве, необходимом для полного осаждения ионов меди. Определите массовую долю нитрата натрия в образовавшемся растворе.

19. При нагревании образца нитрата меди(II) часть вещества разложилась. При этом выделилось 2,8 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Масса твёрдого остатка составила 32,2 г. К этому остатку последовательно добавили 50 мл воды и 160 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе.

20. При нагревании образца нитрата алюминия часть вещества разложилась. При этом выделилось 6,72 л (в пересчёте на н.у.) смеси газов. Масса твёрдого остатка составила 25,38 г. Остаток полностью растворили в необходимом для реакции минимальном объёме 24%-ного раствора гидроксида натрия. При этом образовался тетрагидроксоалюминат натрия. Определите массовую долю нитрата натрия в полученном растворе.

21. При нагревании образца гидрокарбоната натрия часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа и образовалось 63,2 г твёрдого безводного остатка. К полученному остатку добавили минимальный объём 20%-ного раствора соляной кислоты, необходимый для полного выделения углекислого газа. Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе.

22. При нагревании образца нитрата магния часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 53,6 г. К остатку добавили 200 г 24%-ного раствора гидроксида натрия. При этом образовался раствор с массой 206,4 г и массовой долей гидроксида натрия 15,5%. Определите объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся в результате частичного разложения нитрата магния.

23. При нагревании образца карбоната бария часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа и образовалось 50 г твёрдого остатка. К остатку последовательно добавили 100 мл воды и 200 г 20%-ного раствора сульфата натрия. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

25. При нагревании образца нитрата железа(III) часть вещества разложилась. В результате образовался твёрдый остаток, который разделили на две части. Первую часть массой 58 г обработали 267 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. При этом массовая доля щёлочи в растворе уменьшилась вдвое. Вторую часть массой 29 г растворили в 126 г 10%-ного раствора азотной кислоты. Вычислите массовую долю соли в образовавшемся растворе.

26. При нагревании образца нитрата меди(II) часть вещества разложилась. В результате образовался твёрдый остаток, который разделили на две части. Первую часть массой 59 г обработали 127,5 г 25,1%-ного раствора гидроксида натрия. При этом образовался раствор с массовой долей щёлочи 8%. Вторую часть массой 23,6 г растворили в 245 г 10%-ного раствора серной кислоты. Вычислите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе

27. При нагревании образца нитрата цинка часть вещества разложилась. В результате образовался твёрдый остаток, который разделили на две части. Первую часть массой 27 г обработали 87,2 г 20%-ного раствора сульфида натрия. При этом массовая доля сульфида натрия в растворе уменьшилась вдвое. Вторую часть массой 81 г добавили к 202,5 г 40%-ного раствора бромоводородной кислоты. Вычислите массовую долю бромоводородной кислоты в образовавшемся растворе.

28. При нагревании образца нитрата алюминия часть вещества разложилась. В результате образовался твёрдый остаток, который разделили на две части. Первую часть массой 73,2 г добавили к 663,6 г 15%-ного раствора карбоната натрия. При этом массовая доля соды в растворе уменьшилась в полтора раза. Вторую часть массой 24,4 г растворили при нагревании в 245 г 20%-ного раствора серной кислоты. Вычислите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе.

29. При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом масса карбоната кальция в образовавшемся твёрдом остатке оказалась в 1,4 раза больше массы оксида кальция. Остаток добавили к 640 г 25%-ной соляной кислоты. В результате массовая доля кислоты в растворе уменьшилась вдвое. Вычислите объём газа (в пересчёте на н.у.), выделившегося в результате частичного разложения карбоната кальция.

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

гимназия №4 г. Канска

Методическое пособие для обучающихся 11 классов

профильного направления «Химия»

Алгоритмы решения 34 задания ЕГЭ по химии

Подготовил:

ученик 11Б класса

МАОУ гимназии №4

Ходасевич Егор

Канск, 2022 г.

Оглавление

34 задание ЕГЭ по химии является расчётной задачей высокого уровня сложности. При решении данного типа задач задействуются все алгоритмы, механизмы и знания  по неорганической химии за школьный курс.

Спецификация:

• Расчёты с использованием понятий «растворимость», «массовая доля вещества в растворе».
• Расчёты массы (объёма, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси).
• Расчёты массы (объёма, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определённой массовой долей растворённого вещества.
• Расчёты массовой доли (массы) химического соединения в смеси

Так как задание повышенного уровня сложности, решает его маленький процент сдающих экзамен.

Правильный ответ должен включать в себя:

• Правильно записанные уравнения всех реакций
• Правильно выполненные  вычисления
• Логическую взаимосвязь физических величин, на основании которой проводятся расчёты
• Правильно определённая искомая величина

Оценивание 34 задания

Типы задач

Существует несколько типов 34 задания

1. На атомы

Смесь малахита ((CuOH)2CO3) и карбоната цинка, в которой
соотношение числа атомов углерода к числу атомов кислорода равно 5 : 19, растворили в 580,1 г разбавленного раствора серной кислоты. При этом все исходные вещества прореагировали полностью, и выделилось 11,2 л газа (н.у.). К полученному раствору добавили 52 г цинка. После того как массовая доля сульфата меди(II) уменьшилась до 2,5%, всю смесь цинка и меди отделили. Вычислите массовую долю сульфата цинка в конечном растворе.

1. На растворимость

Растворимость карбоната аммония составляет 96 г на 100 г воды. Приготовили насыщенный раствор с 250 мл воды, разделили его на две колбы. В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели, а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке). При этом из второй колбы выделилось в три раза меньше газа (при одинаковых условиях), чем из первой. Определите массовую долю соли во второй пробирке.

1. На электролиз

Для проведения электролиза взяли раствор нитрата серебра. После того
как объём газа, выделившийся на аноде, оказался в 1,2 раза меньше
объёма газа, выделившегося на катоде, процесс остановили. (Объёмы
газов измерены при одинаковых условиях). Масса образовавшегося в
процессе электролиза раствора оказалась на 51,8% меньше массы
исходного раствора. К полученному раствору добавили равный ему по
массе 20%-ный раствор гидроксида натрия. Определите среду конечного
раствора и массовую долю соли в нём.

1. На неполное разложение 

При нагревании образца нитрата алюминия часть вещества разложилась.
При этом образовался твёрдый остаток массой 37,98 г. В этом остатке
число атомов алюминия в 5 раз меньше числа атомов кислорода.
Остаток полностью растворили в необходимом для реакции
минимальном объёме 24%-ного раствора гидроксида натрия. При этом
образовался тетрагидроксоалюминат натрия. Определите массовую
долю нитрата натрия в полученном растворе.

1. На пластинку

Магниевую пластинку поместили в 483 г 20%-ного раствора сульфата цинка. После того как масса раствора уменьшилась на 20,5 г, пластинку вынули.  К  оставшемуся раствору  добавили  224  г  40%-ного  раствора гидроксида калия. Определите массовую долю гидроксида калия в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)

1. Определение типа соли

Раствор гидрокарбоната кальция содержит 88,8% кислорода по массе.
Этот раствор массой 540 г по каплям добавили к 120 г 0,4%-ного
раствора гидроксида натрия. Выпавший осадок отделили, а оставшийся
раствор нагрели до прекращения выделения газа. Вычислите массу
конечного раствора и массу соли в нём.

1. Выход реакции

При обжиге 65,79 г известняка, содержащего 5% примесей, был получен углекислый газ с выходом 80%, который пропустили через 328 мл 20%-ого раствора гидроксида натрия (p=1,22 г/мл). Определите состав и массовые доли веществ в полученном растворе.

1. На смесь 

Смесь,  состоящую  из  порошков  алюминия  и  угля,  прокалили  без доступа  воздуха.  После  завершения  реакции  масса  твёрдого  остатка составила 12,24 г. К этому остатку добавили 300 г раствора гидроксида калия,  взятого  в  избытке.  При  этом  выделилось  10,752  л  (н.у.)  смеси газов.  Вычислите  массовую  долю  тетрагидроксоалюмината  калия  в конечном  растворе.  В  ответе  запишите  уравнения  реакций,  которые указаны  в  условии  задачи,  и  приведите  все  необходимые  вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

1. На кристаллогидрат 

Оксид меди (II) массой 16 г обработали 40 мл 5,0%-ного раствора серной кислоты (р = 1,03 г/см3). Полученный раствор отфильтровали, фильтрат упарили. Определите массу полученного кристаллогидрата.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Что нужно знать для выполнения?

1. Формулы
2. Химические свойства веществ, чтобы записать уравнения реакций
3. Примерный алгоритм решения

Начнём с формул. На самом деле формулы для решения задач запомнить не так трудно, потому что их небольшое количество. Большую часть формул можно вывести из других.

           Пример:     m = n ∙ M

                             n = m/М

Для решения расчетных задач по химии понадобятся следующие физические величины и формулы для их вычисления.

Химические свойства

Для составления уравнений реакций в решении задачи, следует знать все химические свойства всех веществ. Ведь это обязательное условие для решения задачи.

• Оксиды

это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов (т. е. бинарные соединения), один из которых — кислород в степени окисления −2.

    Оксиды делятся на две группы солеобразующие (ВеО, ZnO, CaO) и несолеобразующие (NO, N2O, CO).

В свою очередь солеобразующие делятся ещё на три группы: основные (степень окисления метала +1,+2), амфотерные (степень окисления метала +3,+4,+5), кислотные (степень окисления метала +6,+7; степень окисления не метала +3 и больше)

  Основные

1.Взаимодействие оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой

              CaO + H2O → Ca(OH)2

2.Взаимодействие с кислотами

               MgO+ 2HNO3 → Mg(NO3)2+ 2H2O

3.Взаимодействие с кислотными оксидами

               BaO + SO3 → BaSO4

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами

              Na2O + Al2O33 → NaAlO2

Кислотные

1.Взаимодействие с водой (образование кислоты)

                  SO3 + H2O → H2SO4

2. Взаимодействие с основными оксидами

                 SO3 + CuO → CuSO4

3. Взаимодействие с амфотерными оксидами

                 SO3 + Al2O3 → Al2 (SO4) 3

4. Взаимодействие с основаниями

                 N2O5 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O

Амфотерные

1. С кислотами (образование соли этой кислоты и воды)

               Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O  

2. Взаимодействие с кислотными оксидами

               Al2O3 + N2O5 → 2Al(NO3) 3

3.Взаимодействие с основными оксидами

              Al2O3 + Na2O → 2NaAlO2

4. Взаимодействие с щелочами (раствор)

              Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH) 4]

5. Взаимодействие с щелочами (расплав)

               ZnO + 2KOH → K2ZnO2 + H2O

• Основания

это сложные вещества, которые состоят из катиона металла и гидроксильной группы (OH).

1.Взаимодействие с кислотными оксидами

                 N2O5 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O

2. Взаимодействие с кислотами

                 Ba(OH) 2 + 2HNO3 → Ba(NO3) 2 + 2H2O

3. Взаимодействие с солями

                 KOH + MgSO4 → Mg(OH) 2↓ + K2SO4

4. Термическое разложение (только нерастворимые основания)

                 Cu(OH) 2 → CuO +H2O

5. Взаимодействие амфотерных гидроксидов со щелочами

                 Al(OH) 3(тв.) + KOH(тв.) → KAlO2 + 2H2O

                 Al(OH) 3(р-р) + KOH(р-р) → K[Al(OH) 4]

• Соли

это сложные вещества, в состав которых входят катионы металла и анионы кислотного остатка. Иногда в состав солей входят водород или гидроксид-ион.

  Соли делятся на 4 группы: средние (метал + кислотный остаток), кислые (метал + Н + кислотный остаток), основные (метал + ОН + кислотный остаток), комплексные(K[Al(OH)4])

  Средние

1.Диссоциация

          NaCl → Na+ + Cl—

2. Термическое разложение

          CaCO3 → CaO + CO2

3. Взаимодействие солей с металлами

          Fe + CuSO4  → FeSO4 + Cu

4. Гидролиз

          Na2 CO3 + H2 O → NaOH + NaHCO3

5.Взаимодействие с кислотами

          K2 CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2 +H2 O

6. Взаимодействие с основаниями

          Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaNO3

7.Взаимодействие с солями

          AgCl + 2Na2 S2 O3 → Nа3 [Ag(S2 O3)2] + NaCl

Кислые

1.Диссоциация.

         NaHCO3 → Na + +HCO3 —      HCO3− → H + + CO3 2-

2. Термическое разложение

          Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2 O

3. Взаимодействие солей со щелочью.

          Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 → 2BaCO3 + 2H2 O

Основные

1.Термическое разложение

      [Cu(OH)]2 CO3 → 2CuO + CO2 + H2 O

2.Взаимодействие с кислотами

      Sn(OH)Cl + HCl →  SnCl2 + H2 O

3. Диссоциация

          Mg(OH)Cl → Mg(OH)+ + Cl—     Mg(OH)+ → Mg2+ + OH— 

Комплексные

1.Взаимодействие с кислотами

      Na[Al(OH)4] + 4HCl(изб.) → NaCl + AlCl3 + 4H2 O

      Na[Al(OH)4] + HCl(нед.) → NaCl + Al(OH)3 + H2 O

2.Диссоциация

      K[Al(OH)4] → K++ [Al(OH)4] — 

 3. Взаимодействие с сероводородом

      K[Al(OH)4]+ H2 S → KHS+Al(OH)3 ↓ +H2 O

4. Взаимодействие с кислотными оксидами

      K[Al(OH)4]+CO2 → KHCO3+Al(OH)3 ↓

5.Термическое разложение

      K[Al(OH)4] → KAlO2 +2H2 O

• Кислоты

это сложные вещества, состоящие из атомов водорода (которые могут замещаться на атомы металлов) и кислотных остатков.

 1. Диссоциация

       HNO3 → H + + NO -3

2. Разложение

       H2CO3 → H2O + CO2 ↑

3. Взаимодействие с металлами (до Н)

       Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑

4. Взаимодействие с основаниями

       H3 PO4+3NaOH →Na 3 PO4+3H2O

5. Взаимодействие с солями

       BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl↑

6. Взаимодействие с основными оксидами

       K2O + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O

7. Взаимодействие с амфотерными оксидами

        2HNO 3 +ZnO → Zn(NO3) 2+H2O

Алгоритм решения

На самом деле все задачи уникальны и сложны по-своему. Очень трудно составить один алгоритм для решения всех задач. Можно только выявить некоторые базовые модули, определяющие общую стратегию и основные этапы решения задачи. А уже из них выстраивать ход решения, наполняя пустой алгоритм содержанием.

Поэтому я разработал алгоритм, которым можно пользоваться при решении этих задач

А) Определяем тип задачи

Б) Структурируем все данные (пишем дано)

В) Проводим анализ условия  (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

Г) Устанавливаем логические связи (формулируем главный вопрос задачи, т.е. находим вещество, количество которого необходимо рассчитать, и логическую цепочку, связывающую количество этого вещества с веществами, количество которых мы знаем или можем вычислить).

Д)Решаем задачу

Примеры решения задач по алгоритму

Задача на электролиз

Электролиз 640  г 15%-го раствора сульфата меди(II) прекратили, когда масса раствора уменьшилась на 32,0  г. К образовавшемуся раствору добавили 400  г 20%-го раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щёлочи в полученном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на электролиз. Нужно вспомнить что мы знаем про электролиз.

Электролиз (греч. elektron — янтарь + lysis — разложение) — химическая реакция, происходящая при прохождении постоянного тока через электролит. Это разложение веществ на их составные части под действием электрического тока.

Процесс электролиза заключается в перемещении катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (заряжен отрицательно), и отрицательно заряженных ионов (анионов) к аноду (заряжен положительно).

• NaCl + H2O → H2 + Cl2 + NaOH

• CuSO4 + H2O → Cu + O2 + H2SO4

Медь относится к малоактивным металлам, поэтому сама в чистом виде выделяется на катоде. Анион кислородсодержащий, поэтому в реакции выделяется кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом воды и превращается в серую кислоту.

• В безводных расплавах реакции записываются еще проще: вещества распадаются на составные части:

           AlCl3 → Al + Cl2

           LiBr → Li + Br2

Если в условии задачи электролиз прекратили, то в дальнейшем взаимодействует не только продукт реакции, но и то вещество, которое подверглось электролизу.

Пример:  При проведении электролиза 500  г 16%-го раствора сульфата меди(II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12  л газа (н. у.). К образовавшемуся раствору прибавили 53,0  г 10%-го раствора карбоната натрия. Определите массовую долю сульфата меди(II) в полученном растворе.

В данном случае будет составлено 3 уравнения реакций:

1. Электролиз сульфата меди (II).
2. Реакция остатка сульфата меди (II) с карбонатом натрия
3. Реакция серной кислоты с карбонатом натрия

Б) Структурируем все данные (пишем дано)

  m (р-ра)(CuSO4)=640г

  w (CuSO4)=15%

  m (р-ра)(NaOH)=400г

  w (NaOH)=20%

В) Проводим анализ условия  (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1) 2 CuSO4 + 2 H2O → O2 + 2 H2SO4 + 2 Cu

(электролиз 640  г 15%-го раствора сульфата меди(II) прекратили)

2) H2SO4 + 2 NaOH → 2 H2O+ Na2SO4

(К образовавшемуся раствору добавили 400  г 20%-го раствора гидроксида натрия)

3) CuSO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2

(так как электролиз прекратили, в нём осталась какая-то доля сульфата меди(II), которая тоже будет реагировать с гидроксидом натрия)

Вывод: у нас получилось 3 уравнения реакций по которым мы будем вести вычисления

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

     1.Чтобы найти массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе нужно знать     массу раствора и массу самого гидроксида в этом растворе

W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2. Сульфат меди количественно связан с гидроксидом натрия- гидроксида натрия в 2 раза больше (3 реакция)

3. Гидроксид натрия связан с серной кислотой- гидроксида натрия в 2 раза больше (2 реакция)

4. Сульфат меди связан с серной кислотой – равны (1 реакция)

5.Сульфат меди связан с гидроксидом меди- равны (3 реакция)

Д)Решаем задачу

 1.m(ч-в)(CuSO4)= 640г*15%/100% = 96г

2.n(CuSO4)= m/Mr = 96г/160 = 0,6 моль

3.m(ч-в)(NaOH)= 400г*20%/100% = 80г

4.n(NaOH)= m/Mr = 80г/40 = 2 моль

Пусть количество вещества образовавшегося кислорода n(O2) = х моль. Тогда количество вещества образовавшейся меди n(Сu) = 2xмоль. m(O2) = 32x(г), а m(Сu) = 64∙2x = 128x(г). По условию задачи: m(O2) + m(Сu) = 32.
32x + 128x = 32
х = 0,2(моль)

5.n(O2)=0,2 моль, а n(Cu)=0,4 моль,  тогда n( изр)(CuSO4)=0,4 моль

6. n(ост)(CuSO4)(3ур.)=0,2 моль, а n(NaOH) в 2 раза больше (по  3 уравнению).

n(NaOH)=0,4 моль (в 3 реакции)

7.m(NaOH)=0,4 моль*40г/моль=16г

8.n( изр)(CuSO4)(1ур)=n(H2SO4)=0,4 моль

9.m(1ур)(H2SO4)=0,4 моль*98г/моль=39,2г

10.n(2ур.)(NaOH) в 2 раза больше n(H2SO4)     (по 2 реакции)

              n (2ур.) (NaOH)=0,8 моль

11.n(изр)(NaOH)=0,8+0,4=1,2 моль

12.n(ост)(NaOH)=2 моль-1,2 моль=0,8моль

13.m(ост)(NaOH)=0,8*40=32г

14.n(Cu(OH2)=n(CuSO4)=0,2 моль (по 3 реакции)

15.m(Cu(OH2)=0,2 моль *98г/моль=19,6 г

16.m(кон.раств.)=m(CuSO4)+ m(NaOH)-32г- m(Cu(OH2)=640+400-32- 19,6=988,4г

17.w(NaOH)= m(NaOH)/ m(кон.раств.)=32г*100%/988,4г=3,24%

Ответ: w(NaOH)= 3,24%

Задача на кристаллогидрат

Смесь цинка и цинкового купороса (ZnSO4 · 7H2O) полностью растворилась в 160 г раствора гидроксида натрия, при этом выделилось 2,24 л газа (н.у.) и образовался раствор массой 172,04 г. Вычислите массовые доли солей в полученном растворе

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

А) Определяем тип задачи

Кристаллогидраты — это сложные вещества, которые содержат в кристаллической решетке молекулы воды.

Многие соединения (чаще всего соли) выкристаллизовываются из водных растворов в виде кристаллогидратов.

При расчёте молярной массы нельзя забывать про воду.

Пример: ZnSO4 · 7H2O

    Его молярная масса будет не 161г/моль, а 287г/моль (161 — ZnSO4 ,126 — 7H2O)

Часто встречающиеся кристаллогидраты в ЕГЭ

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

m(NaOH)=160г

V(H2)=2,24л

m(кон.раств.)=172,04г

В) Проводим анализ условия  (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

 1) ZnSO4 + 4NaOH → Na2 [Zn(OH)4] + Na2SO4 

    (Смесь цинка и цинкового купороса (ZnSO4 ·7H2O) полностью растворилась в 160 г  раствора гидроксида натрия)

 2) Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2 [Zn(OH)4] + H2 

   (Смесь цинка и цинкового купороса (ZnSO4 · 7H2O) полностью растворилась в 160 г раствора гидроксида натрия)

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовые доли солей в полученном растворе

 1.Чтобы найти массовые  доли солей в полученном растворе нужно знать     массу раствора и массу самих солей в этом растворе

    W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2. Цинк связан с водородом –равны (2 реакция)

3. Сульфат натрия связан с сульфатом цинка- равны(1 реакция)

Д)Решаем задачу

1.n(H2)=2,24л/22,4л/моль=0,1 моль

2.m(H2)=0,1 моль*2 г/моль=0,2 г

3. n(Zn)= n(H2)=0,1 моль

4. m(Zn)= 0,1 моль* 65г/моль=6,5г

5. m(кон.раств.)= m(исх)+m(Zn)+m(ZnSO4 · 7H2O)-m(H2)

    m(ZnSO4 · 7H2O)=m(кон.раств.)-m(исх)— m(Zn)-m(H2)=172,04г-160г-6,5г+0,2г=5,74г

6.n (ZnSO4 · 7H2O)=n(ZnSO4)=5,74г/287г/моль=0,02 моль

7.n(Na2SO4)=n(ZnSO4)= 0,02 моль

 8.n(Na2 [Zn(OH)4])=n(Zn)+ n(ZnSO4)=0,1 моль+0,02 моль=0,12 моль

 9. m(Na2SO4)=0,02 моль*142г/моль=2,84г

10. m(Na2 [Zn(OH)4])=0,12 моль*179г/моль=21,48г

11.w(Na2SO4)=2,84г/172,04г*100%=1,65%

12. w(Na2 [Zn(OH)4])=21,48г/172,04г*100%=12,49%

Ответ: w(Na2SO4)= 1,65%; w(Na2 [Zn(OH)4])=12,49%

Задача на пластинку

Навеску оксида меди(II) массой 12,0 г растворили в 200 г 9,8 %-й серной кислоты. В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора. Найдите массовую долю соли в полученном растворе. Примите Ar(Cu)=64. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на пластинку. Решая задачи, важно понимать, что реакции металлов с солями являются окислительно-восстановительными и протекают на поверхности металла, погруженного в раствор соли а выделившийся в результате реакции металл осаждается на данной поверхности.

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

m(CuO)=12,0г

m(H2SO4)=200г

w(H2SO4)=9,8%

Ar(Cu)=64

В) Проводим анализ условия  (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1) CuO+ H2SO4→ CuSO4+ H2O

(Навеску оксида меди(II) массой 12,0 г растворили в 200 г 9,8 %-й серной кислоты)

2) CuSO4+Fe→FeSO4+Cu

(В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора)

3) H2SO4+ Fe→ FeSO4+ H2

( В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора)

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовую долю соли в полученном растворе

1.Чтобы найти массовую  долю соли в полученном растворе нужно знать     массу раствора и массу самой соли в этом растворе      

W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2.Сульфид меди связан с оксидом меди — равны (1 реакция)

3.Сульфид железа связан с сульфидом меди – равны (2 реакция)

4.Серная кислота связана с оксидом меди – равны

5.Сульфид железа связан с серной кислотой – равны (3 реакция)

Д)Решаем задачу

1)n(CuO)=12/80=0,15 моль

2) m(H2SO4)=200*9,8%/100%=19,6г

3) n(H2SO4)=200*0,098/98=0,2 моль

4) n(CuSO4)= n(CuO)=0,15 моль (1 реакция)

5) n(FeSO4)= n(CuSO4)= )=0,15 моль (2 реакция)

6) n(H2SO4)= n(CuO)=0,15 моль

7) n(H2SO4)=0,2 моль-0,15 моль=0,05 моль (3 реакция)

n(FeSO4)= n(H2SO4)=0,05моль (3 реакция)

9)m(FeSO4)=(0,15+0,05)*152=30,4г

10)m(H2O в FeSO4)= m(H2O в H2SO4)+ m(H2O) =  (200 -19,6)+0,15*18= 183,1г

11)mраств(FeSO4)=m(FeSO4)+m(H2O)=30,4+183,1= 213,5

12) w(FeSO4)=30,4*100/213,5=14,2%

Ответ: w(FeSO4)= 14,2%

Задача на выход реакции

При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г диоксида марганца с 58 г бромида калия при 77%-ном выходе выделился бром. Какой объём (н. у.) пропена может провзаимодействовать с полученным количеством брома?

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на выход реакции. Выход продукта реакции (выход реакции) — это коэффициент, определяющий полноту протекания химической реакции. Он численно равен отношению количества (массы, объема) реально полученного продукта к его количеству (массе, объему), которое может быть получено по стехиометрическим расчетам (по уравнению реакции).

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

m (MnO2)=17,4г

m (KBr)=58г

η=77%=0,77

В) Проводим анализ условия  (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1)MnO2+2KBr+2 H2SO4 →MnSO4+Br2+K2SO4+2 H2O

(При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г диоксида марганца с 58 г бромида калия при 77%-ном выходе выделился бром)

2)C3H6+Br2→C3H6Br2

(Какой объём (н. у.) пропена может провзаимодействовать с полученным количеством брома)

Г) Устанавливаем логические связи

1)Требуется найти объём пропена. Что бы найти объём нужно знать его количество

V=n • 22.4 (л/моль)

2)Бром связан с диоксидом марганца – равны (1 реакция)

3)Пропен связан с бромом – равны (2 реакция)

Д)Решаем задачу

1) n(MnO2)=17,4/81=0,2 моль

2) n(KBr)=58/119=0,49

        KBr – избыток

3) n(Br2)= n(MnO2)=0,2 моль (1 реакция)

4) n(Br2)=0,2 моль*0,77=0,154 моль (с учётом выхода реакции)

5) n(C3H6)= n(Br2)=0,154 моль (2 реакция)

6)V(C3H6)=0,154 моль *22,4 л/моль=3,450 л

Ответ: V(C3H6)= 3,450 л

Задача на расстворимость

Растворимость карбоната аммония составляет 96 г на 100 г воды. Приготовили насыщенный раствор с 250 мл воды, разделили его на две колбы. В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели, а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке). При этом из второй колбы выделилось в три раза меньше газа (при одинаковых условиях), чем из первой. Определите массовую долю соли во второй пробирке. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

А) Определяем тип задачи

Данная задача относится к типу задач на растворимость.

Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи

    m(H2O)=250г

m(HCl)=250г

В) Проводим анализ условия  (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)

1) (NH4)2CO3+2NaOH→Na2CO3+NH3+2H2O

 (В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели)

2) (NH4)2CO3+2HCl→2NH4Cl+H2O+CO2

     (а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке))

Г) Устанавливаем логические связи

Требуется найти массовую долю соли во 2 пробирке

1.Чтобы найти массовую  долю соли во 2 пробирке  нужно знать     массу раствора и массу самой соли в этом растворе

    W=m(ч.в.)/m(р-ра)*100%

2)Углекислый газ связан с карбонатом амония – равны (2 реакция)

3)Хлорид амония связан с карбонатом амония – в 2 раза меньше (2 реакция)

Д)Решаем задачу

1) m((NH4)2CO3)= 96г – m(H2O)=100г

    m((NH4)2CO3)=x г — m(H2O)=250г

   m((NH4)2CO3)=96г*250г/100г=240г

2)n((NH4)2CO3)=240г/96г/моль=2,5 моль

3) Пусть n((NH4)2CO3) во 2 колбе = х моль, тогда n((NH4)2CO3) в 1 колбе       =1,5х моль

х+1,5х=2,5

х=1 моль          n((NH4)2CO3)=1 моль (2 реакция)

4)m((NH4)2CO3)=1 моль*96г/моль= 96г (2 реакция)

5) m раств((NH4)2CO3)=196г

6) n(CO2)= n((NH4)2CO3)=1 моль (2 реакция)

7) m(CO2)=1 моль *44г/ моль =44г

n (NH4Cl)=2 n((NH4)2CO3)=2 моль (2 реакция)

9) m(NH4Cl)= 2 моль * 53,5 г/моль= 107 г

10)w(NH4Cl)= m(NH4Cl)/ (m раств((NH4)2CO3)+ m(HCl) — m(CO2))*100%=107г/(196+250-44)*100%=107г/402г*100%=26,6%

Ответ: w(NH4Cl)= 26,6%