Задачи на смеси веществ егэ

Если в расчетной задаче используют смесь или сплав двух или более веществ, то можно говорить, что это  задачи на смеси и сплавы. Ничего особенного в решении таких задач нет. При решении задач на смеси или сплавы необходимо учитывать, что при добавлении реагента в смесь или сплав уравнения химических реакций добавленного вещества с исходными веществами смеси записывают отдельно. Необходимо учитывать реакционную способность веществ.

Например, при добавлении к смеси алюминиевых и медных опилок щелочи только алюминий прореагирует с щелочью. 

В некоторых случаях вещества в исходной смеси могут реагировать друг с другом (например, при нагревании). 

Вещества в смеси не обязательно связаны между собой стехиометрическими соотношениями, поэтому записывать реакцию веществ в смеси с добавляемым веществом в одно уравнение будет ошибкой!

Например, при растворении смеси цинковых и алюминиевых опилок в соляной кислоте необходимо записать два отдельных уравнения химических реакций:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

Также в некоторых ситуациях при решении задач на смеси и сплав вам понадобится умение решать системы линейных уравнений.

В современных задачах ЕГЭ по химии задачи на смеси являются одним из компонентов сложной многокомпонентной расчетной задачи.

Примеры задач на смеси из реальных ЕГЭ по химии.

1. (ЕГЭ 2012) Смесь порошкообразных серебра и меди массой 4,608 г с массовой долей серебра 60%, растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте. Выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида бария массой 42,75 г с массовой долей 20%. Вычислите массу образовавшегося осадка.

2. (ЕГЭ 2012) Смесь магниевых и цинковых опилок обработали избытком разбавленной серной кислоты, при этом выделилось 22,4 л (н.у.) водорода. Если такую же массу смеси обработать избытком раствора гидроксида натрия, то выделится 13,44 л (н.у.) водорода. Рассчитайте массовую долю магния в исходной смеси.

3. (ЕГЭ 2012) Смесь магниевых и алюминиевых опилок обработали избытком разбавленной соляной кислоты, при этом выделилось 11,2 л (н.у.) водорода. Если такую же массу смеси обработать избытком раствора гидроксида калия, то выделится 6,72 л (н.у.) водорода. Рассчитайте массовую долю магния в исходной смеси.

4. (ЕГЭ 2012) Смесь алюминиевых и железных опилок обработали избытком разбавленной соляной кислоты, при этом выделилось 8,96 л (н.у.) водорода. Если такую же массу смеси обработать избытком раствора гидроксида натрия, то выделится 6,72 л (н.у.) водорода. Рассчитайте массовую долю железа в исходной смеси.

5. (ЕГЭ 2013) На растворение смеси железа и оксида железа(III) потребовалось 146 г 20%-ного раствора соляной кислоты. При этом выделилось 2,24 л (н.у.) газа. Определите массовую долю железа в исходной смеси.

6. (ЕГЭ 2013) При обработке 6,07 г смеси сульфида цинка и оксида цинка избытком соляной кислоты выделилось 560 мл газа (н.у.). Вычислите объём раствора гидроксида натрия с массовой долей 36% и плотностью 1,4 г/мл, который потребуется затратить для превращения образовавшегося хлорида цинка в тетрагидроксоцинкат натрия.

7. (ЕГЭ 2013) В результате нагревания 12,96 г смеси порошков меди и оксида меди(II) на воздухе её масса увеличилась на 2,24 г. Вычислите объём раствора серной кислоты с массовой долей 96% и плотностью 1,84 г/мл, который потребуется для растворения исходной смеси.

8. (ЕГЭ 2013) Если смесь безводных хлорида железа(III) и сульфата меди(II) добавить к раствору гидроксида натрия, то образуется 15,6 г осадка. Если ту же смесь добавить к раствору нитрата бария, то выделится 11,65 г осадка. Определите массовую долю хлорида железа(III) в исходной смеси.

9. (ЕГЭ 2013) Смесь натрия и оксида натрия растворили в воде. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа и образовалось 240 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 10%. Определите массовую долю натрия в исходной смеси.

10. (ЕГЭ 2013) Если смесь хлоридов калия и кальция добавить к раствору карбоната натрия, то образуется 10 г осадка. Если ту же смесь добавить к раствору нитрата серебра, то образуется 57,4 г осадка. Определите массовую долю хлорида калия в исходной смеси

11. (ЕГЭ 2013) Смесь сульфида алюминия и алюминия обработали водой, при этом выделилось 6,72 л (н.у.) газа. Если эту же смесь растворить в избытке раствора гидроксида натрия, то выделится 3,36 л (н.у.) газа. Определите массовую долю алюминия в исходной смеси.

12. (ЕГЭ 2013) Смесь карбоната натрия и гидрокарбоната натрия может прореагировать с 73 г 20%-ного раствора соляной кислоты или 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю карбоната натрия в исходной смеси.

13. (ЕГЭ 2013) Смесь сульфида алюминия и алюминия обработали водой, при этом выделилось 6,72 л (н.у.) газа. Если эту же смесь растворить в избытке соляной кислоты, то выделится 13,44 л (н.у.) газа. Определите массовую долю алюминия в исходной смеси.

14. (ЕГЭ 2013) Смесь меди и оксида меди(II) может прореагировать с 219 г 10%-ного раствора соляной кислоты или 61,25 г 80%-ного раствора серной кислоты. Определите массовую долю меди в смеси.

15. (ЕГЭ 2013) Смесь меди и оксида меди(II) может прореагировать с 243 г 10%-ного раствора бромоводородной кислоты, или с 28,8 г 85%-ного раствора серной кислоты. Определите массовую долю меди в смеси.

16. (ЕГЭ 2013) При растворении смеси меди и оксида меди(II) в концентрированной азотной кислоте выделилось 18,4 г бурого газа и было получено 470 г раствора с массовой долей соли 20%. Определите массовую долю оксида меди в исходной смеси.

17. (ЕГЭ 2013) На полное сжигание смеси углерода и диоксида кремния израсходовали кислород массой 22,4 г. Какой объём 20%-ного раствора гидроксида калия (ρ = 1,173 г/мл) может прореагировать с исходной смесью, если известно, что массовая доля углерода в ней составляет 70%?

18. (ЕГЭ 2013) Смесь гидросульфата и сульфата натрия с массовой долей сульфата в ней 60% может вступить в реакцию с 144 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,11 г/мл). На исходную смесь подействовали избытком раствора гидроксида бария. Найдите массу осадка, образовавшегося при этом.

19. (ЕГЭ 2013) Смесь гидрокарбоната и карбоната калия с массовой долей карбоната в ней 73,4% может прореагировать с 40 г 14%-ного раствора гидроксида калия. Исходную смесь обработали избытком раствора серной кислоты. Какой объём (н.у.) газа выделяется при этом?

20. (ЕГЭ 2013) Смесь карбоната лития и карбоната бария обработали избытком раствора серной кислоты. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа и образовалось 11,65 г осадка. Определите массовую долю карбоната лития в исходной смеси солей.

21. (ЕГЭ 2013) При сжигании смеси углерода и оксида кремния(IV) в избытке кислорода выделился газ массой 132 г. Какая масса 15%-ного раствора гидроксида натрия может прореагировать с исходной смесью, если известно, что массовая доля оксида кремния в ней составляет 60%?

22. (ЕГЭ 2014) Смесь карбоната кальция и оксида кальция массой 25,6 г растворили в 480 мл 10%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,05 г/мл), при этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Найдите массовую долю веществ в полученном растворе.

23. (ЕГЭ 2014) Смесь меди и цинка обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 2,24 л (н.у.) водорода. Если эту же смесь обработать избытком разбавленной азотной кислоты, то выделится 8,96 л (н.у.) оксида азота(II). Рассчитайте массовую долю меди в исходной смеси.

24. (ЕГЭ 2014) Смесь кремния и алюминия определённой массы обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Если эту же смесь обработать избытком раствора гидроксида калия, то выделится 6,72 л (н.у.) газа. Рассчитайте массовую долю кремния в исходной смеси.

25. (ЕГЭ 2014) Смесь кремния и алюминия определённой массы обработали избытком разбавленной серной кислоты. При этом выделилось 0,336 л (н.у.) газа. Если эту же смесь обработать избытком раствора гидроксида натрия, то выделится 0,672 л (н.у.) газа. Рассчитайте массовую долю алюминия в исходной смеси.

26. (ЕГЭ 2014) Сухая смесь сульфата аммония и гидроксида натрия содержит 42% щёлочи по массе. В результате нагревания 22,86 г этой смеси выделился газ, который полностью прореагировал с гидрокарбонатом аммония, содержащимся в 234 г раствора. Определите массовую долю гидрокарбоната аммония в этом растворе.

27. (ЕГЭ 2015) Смесь хлорида натрия и бромида натрия может прореагировать с 4,48 л хлора (н.у.) или с 850 г 10%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю бромида натрия в исходной смеси.

28. (ЕГЭ 2015) Какой объём раствора азотной кислоты с массовой долей HNO₃ 32% (ρ = 1,2 г/мл) потребовался для растворения смеси меди и оксида меди(II), если в результате реакции выделился бесцветный газ объёмом 4,48 л (н.у.), а массовая доля металлической меди в смеси – 50%?

29. (ЕГЭ 2015) Смесь гидрокарбоната и карбоната натрия с массовой долей карбоната в ней 61,3% может прореагировать с 144 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия (плотностью 1,11 г/мл). Какая масса 15%-ного раствора соляной кислоты потребуется для растворения исходной смеси?

30. (ЕГЭ 2016) Определите массовые доли (в %) сульфида калия и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 20 г этой смеси водой выделился газ, который полностью прореагировал с 480 г 10%-ного раствора сульфата меди.

31. (ЕГЭ 2016) Смесь, состоящую из 78 г порошка цинка и 32 г серы, прокалили без доступа воздуха, затем растворили в 365 г 30%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе.

32. (ЕГЭ 2016) Смесь кремния и алюминия определённой массы обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 0,448 л (н.у.) газа. Если эту же смесь обработать избытком раствора гидроксида калия, то выделится 0,672 л (н.у.) газа. Рассчитайте массовую долю кремния в исходной смеси.

33. (ЕГЭ 2016) Смесь безводных сульфата алюминия и сульфата меди(II) добавили к избытку разбавленного раствора гидроксида натрия. При этом образовалось 4,9 г осадка. Если эту же смесь добавить к раствору нитрата бария, то выделится 46,6 г осадка. Определите массовую долю сульфата алюминия в исходной смеси.

34. (ЕГЭ 2016) Смесь порошков железа и алюминия реагирует с 806 мл 10%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,07 г/мл). При взаимодействии такой же массы смеси с избытком раствора гидроксида натрия выделяется 14,78 л водорода (н.у.). Определите массовую долю железа в смеси.

35. (ЕГЭ 2016) Смесь порошков железа и цинка реагирует с 153 мл 10%-ного раствора соляной кислоты (ρ = 1,05 г/мл). На взаимодействие с такой же массой смеси требуется 40 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,10 г/мл). Определите массовую долю железа в смеси.

36. (ЕГЭ 2017) При растворении смеси меди и оксида меди(II) в концентрированной серной кислоте выделилось 8,96 л (н.у.) газа и было получено 400 г раствора с массовой долей соли 20%. Определите массовую долю оксида меди(II) в исходной смеси.

37. (ЕГЭ 2017) Смесь порошков оксида магния и карбоната магния общей массой 20,5 г нагрели до прекращения изменения массы. Масса смеси уменьшилась на 5,5 г. Вычислите объём раствора серной кислоты с массовой долей 28% и плотностью 1,2 г/мл, который потребуется для растворения исходной смеси.

38. (ЕГЭ 2017) В результате нагревания 28,4 г смеси порошков цинка и оксида цинка на воздухе её масса увеличилась на 4 г. Вычислите объём раствора гидроксида калия с массовой долей 40% и плотностью 1,4 г/мл, который потребуется для растворения исходной смеси.

39. (ЕГЭ 2017) Смесь безводных сульфата алюминия и хлорида меди(II) растворили в воде и добавили к избытку раствора гидроксида натрия. При этом образовалось 19,6 г осадка. А если тот же раствор солей добавить к раствору нитрата бария, то выделится 69,9 г осадка. Определите массовую долю сульфата алюминия в исходной смеси.

40. (ЕГЭ 2017) Избыток водорода пропустили при нагревании над 4 г смеси оксида меди(II) и оксида кремния(IV) с массовой долей оксида меди(II) 80%. Образовавшийся твердый остаток обработали 20 мл 60%-ного раствора азотной кислоты (плотностью 1,4 г/см³). Найдите массовую долю соли в образовавшемся растворе.

41. (ЕГЭ 2017) При растворении смеси меди и оксида меди(II) в концентрированной серной кислоте выделилось 4,48 л (н.у.) газа и было получено 300 г раствора с массовой долей соли 16%. Определите массовую долю оксида меди(II) в исходной смеси.

42. (ЕГЭ 2017) Избыток водорода пропустили при нагревании над 4 г смеси оксида меди(II) и оксида кремния(IV) с массовой долей оксида меди(II) 80%. Образовавшийся твердый остаток обработали 20 мл 60%-ного раствора азотной кислоты (плотностью 1,4 г/см³). Найдите массовую долю соли в образовавшемся растворе.

43. (ЕГЭ 2019) Твёрдую смесь хлорида бария и сульфата алюминия общей массой 9,66 г добавили к 100 г воды. При этом в растворе не осталось ни ионов бария, ни сульфат-анионов. К полученному раствору добавили 53 г 10%-ного раствора карбоната натрия. Определите массовую долю карбоната натрия в конечном растворе.

44. (ЕГЭ 2021)Смесь, содержащую алюминий и кремний, растворили в 20%-ном растворе гидроксида натрия. В результате получили 232,5 г раствора, в котором массовая доля щёлочи оказалась в 4 раза меньше, чем в исходном. Выделившийся в результате реакции газ пропустили при нагревании над порошком оксида меди(II) массой 80 г, при этом оба вещества между собой прореагировали полностью. Вычислите массовую долю кремния в исходной смеси.

45. (ЕГЭ 2021) Смесь меди и оксида меди(II) массой 35,2 г может прореагировать с концентрированным 56%-ным раствором серной кислоты или с такой же массой разбавленного 14%-ного раствора серной кислоты. Вычислите массовую долю соли в растворе, полученном после добавления смеси к разбавленному раствору серной кислоты.

46. (ЕГЭ 2021) Смесь, состоящую из нитрата цинка, нитрата меди(II) и нитрата серебра, растворили в воде. При этом получили раствор, в котором массовая доля нитрата цинка составила 18,9%, а массовая доля нитрата меди(II) – 9,4%. В первую колбу налили 500 г этого раствора и внесли медную проволоку. После окончания реакции массовая доля нитрата меди(II) в колбе составила 25,5%. (Возможной реакцией избытка меди с нитратом меди(II) пренебречь.) Во вторую колбу налили 200 г исходного раствора и добавили избыток порошка цинка. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе во второй колбе.

47. (ЕГЭ 2021) Смесь бромида кальция и хлорида меди(II) растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 200 г раствора в первой колбе добавили 785 г 30%-ного раствора нитрата серебра. При этом массовая доля нитрата серебра в растворе уменьшилась вдвое. К 340 г раствора во второй колбе добавили избыток раствора иодида калия, в результате чего в осадок выпало 64,94 г соли. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе.

48. (ЕГЭ 2021) Смесь бромида калия и иодида калия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 250 г раствора в первой колбе добавили 430 г 40%-ного раствора нитрата серебра. После завершения реакции массовая доля нитрата серебра в образовавшемся растворе составила 8,44%. К 300 г раствора во второй колбе добавили избыток раствора нитрата меди(II), в результате чего в осадок выпало 28,65 г соли. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе.

49. (ЕГЭ 2021) Смесь сульфата железа(II) и хлорида цинка растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 800 г раствора в первой колбе добавили избыток раствора нитрата бария. При этом образовалось 116,5 г осадка. К 320 г раствора во второй колбе добавили 462 г 40%-ного раствора гидроксида натрия без доступа воздуха. При этом массовая доля щелочи в растворе уменьшилась в 2 раза. Вычислите массовую долю каждой из солей в растворе в третьей колбе.

50. (ЕГЭ 2021) Смесь хлорида магния и нитрата алюминия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 750 г раствора в первой колбе добавили избыток раствора нитрата серебра. При этом образовалось 114,8 г осадка. К 300 г раствора во второй колбе добавили 868,54 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. При этом массовая доля щелочи в растворе уменьшилась в 1,6 раза. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе.

51. (ЕГЭ 2021) Смесь хлорида бария и хлорида алюминия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 300 г раствора в первой колбе добавили 164 г 10%-ного раствора фосфата натрия. При этом все исходные вещества прореагировали полностью. К 120 г раствора во второй колбе добавили 155,61 г 20%-ного раствора сульфата натрия. При этом массовая доля сульфата натрия в полученном растворе оказалась вдвое меньше, чем в исходном. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе. Процессами гидролиза пренебречь.

52. (ЕГЭ 2021) Смесь хлорида бария и гидроксида бария растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 520 г раствора в первой колбе добавили избыток раствора серной кислоты. При этом образовалось 163,1 г осадка. К 130 г раствора во второй колбе добавили 166,5 г 20%-ной соляной кислоты. В результате массовая доля кислоты в растворе уменьшилась вдвое. Вычислите массовую долю хлорида бария и гидроксида бария в растворе в третьей колбе.

53. (ЕГЭ 2021) Смесь, содержащую оксид фосфора(V) и оксид натрия, в которой соотношение числа атомов фосфора к числу атомов натрия равно 7 : 18, нагрели, а затем растворили в горячей воде. В результате получили 312,5 г раствора, в котором массовая доля атомов водорода составляет 7,36%. Вычислите массу фосфата натрия в полученном растворе.

Всего: 101    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

Всего: 101    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Подготовка
к ЕГЭ. Задачи на смеси. Расчеты по уравнениям реакций

(Вопрос
№33 (№39-2016 г.) (С4)).

Автор: Бабий Т.М. учитель химии МБОУ «СОШ № 198»

Бормотова Н.А. учитель химии МБОУ «СОШ № 89»

Определение
состава продукта реакции (задачи на «тип соли»)».

В задании №39
встречаются задачи, которые можно разделить на пять типов:

1. расчеты
   по уравнениям реакций;
2. определение
   состава продукта реакции (задачи на «тип соли»);
3. задачи
   на смеси веществ;
4. нахождение
   массовой доли одного из продуктов реакции в растворе по уравнению электронного
   баланса;
5. нахождение
   массы одного из исходных веществ по уравнению материального баланса.

Задачи на смеси.
С4. ЕГЭ

Смеси – это
сложные системы, состоящие из двух или более веществ. Состав смесей выражают
разными способами, наиболее часто встречающейся в задачах величиной является
массовая доля вещества.
Массовая доля вещества в смеси – это отношение массы вещества к массе
всей смеси:
ω( в-ва)= m_(в-ва)  / m_(смеси)

выражается
она в долях от единицы или процентах.

Задачи
на смеси очень разнообразны, способы их решения –тоже. Главное при решении
–правильно составить уравнения. реакций, а для этого нужно иметь

прочные
знания о химических свойствах веществ. Напомним основные моменты.

Взаимодействие металлов с кислотами

С растворимыми минеральными кислотами (кроме азотной и
концентрированной серной) реагируют только металлы, находящиеся в
электрохимическом ряду напряжений левее водорода. При этом металлы, имеющие
несколько степеней окисления (железо, хром, марганец, никель), проявляют минимальную
из возможных степень окисления – обычно это +2.

• Взаимодействие металлов (в том числе и тех,
  которые находятся в электрохимическом ряду правее водорода) с азотной
  кислотой приводит к образованию продуктов восстановления азота, а с серной
  концентрированной кислотой – к выделению продуктов восстановления серы.
  Поскольку в реальности образуется смесь продуктов восстановления, в задаче
  часто есть прямое указание на получающееся вещество.
• С холодными (без нагревания) концентрированными
  азотной и серной кислотами не реа-

гируютAl, Cr, Fe. При нагревании реакция протекает и образуются
соли этих металлов

в степениокисления +3. Не реагируют с данными кислотами ни при
какой концентрации

Au и Pt.

Взаимодействие металлов с водой и щелочами

• В воде при комнатной температуре растворяются только металлы,
которым соответствуют растворимые основания (щелочи). Это щелочные металлы –
Li, Na, K,

Rb, Cs, а также металлы IIа группы – Са, Sr, Ba. Образуется щелочь
и водород. При кипячении в воде также можно растворить Mg.

• В щелочи могут раствориться только амфотерные металлы –алюминий,
цинк, бериллий, олово. При этом образуются гидроксо-комплексы и выделяется
водород,

например:

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄]
+ 3H₂↑,

Zn + 2NaOH + 2H₂O =  Na2[Zn(OH)₄] + H₂↑.

ТИП I. НЕРАСТВОРИМОСТЬ ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ.

Задача 1. Смесь алюминия и железа
обработали избытком соляной кислоты, при этом выделилось 8,96 л газа (н.у.).
Это же количество смеси обработали избытком раствора гидроксида натрия,
выделилось 6,72 л газа (н.у.). Найти массовую долю железа в исходной смеси.

Решение

1) Составим уравнения реакций взаимодействия металлов с

кислотой и щелочью, при этом нужно учесть, что железо не
реагирует с раствором щелочи:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃+ 3H₂ ↑       (1)

2моль                            3моль

Fe+  2HCl  =  FeCl₂  +H₂↑           
(2)            

1моль                         1моль

2Al + 2NaOH + 6H₂O == 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑      
(3)

2моль                                                           
3моль             

2)
Поскольку со щелочью реагирует только алюминий, то мож-

но
найти его количество вещества:

ν(Н2)
= V/V_M= 6,72 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,3 моль,

следовательно,
ν(Al) = 0,2 моль.

3)
Поскольку для обеих реакций были взяты одинаковые количества смеси, то в
реакцию с

соляной
кислотой вступило такое же количество алюминия, как и в реакцию со щелочью,

–
0,2 моль.

По
уравнению (1) находим:

ν(Н₂)
= 0,3 моль.

4)
Найдем количество вещества водорода, выделившегося в результате реакции
металлов с кислотой:

ν_общ(Н₂)
= V / V_М= 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

5)
Найдем количество вещества водорода, выделившегося при взаимодействии железа с
кислотой, и затем количество вещества железа:

ν(Н₂)
= ν_общ(Н₂) – ν(Н₂) = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль,

ν(Fe)
= 0,1 моль.

6)
Найдем массы Al, Fe, массу смеси и массовую долю железа в смеси:

m(Al) = 27
(г/моль) * 0,2 (моль) = 5,4 г,

m(Fe) = 56
(г/моль) * 0,1 (моль) = 5,6 г,

m_смеси(Al, Fe) =
5,4 + 5,6 = 11 г,

ω_(Fe)
= m_в-ва / m_см = 5,6 / 11 = 0,5091 (50,91
%).

Ответ. ω(Fe) =
50,91 %.

ТИП II. ≪ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ
РЕАКЦИИ≫

Речь идет об одновременно происходящих реакциях, с реагентом
(реагентами) взаимодействуют все компоненты смеси. Для определения порций
отдельных компонентов придется использовать алгебраический алгоритм. Поскольку
в дальнейшем предстоят расчеты по уравнениям реакций, в качестве неизвестной
величины лучше всего выбрать количество вещества.

Алгоритм 1. Решение через систему уравнений с двумя неизвестными

(подходит для любой задачи такого типа)

1. Составить уравнения реакций.

2. Количества веществ (ν) в исходной смеси
обозначить через х, у моль и, согласно молярным соотношениям по
уравнениям реакций, выразить через х, у моль количества веществ в

образовавшейся смеси.

3. Составить математические уравнения. Для
этого следует выразить массу (или объем)

веществ через х, у и молярную массу (молярный объем)
по формулам:

m = ν*M;   V = ν*V_М.

4. Составить систему уравнений и решить ее.

5. Далее решать согласно условиям задачи

Задача
1. Пластинку
из магниево-алюминиевого сплава массой 3,9 г поместили

в
раствор соляной кислоты. Пластинка растворилась, и выделилось 4,48 л газа.
Найти массовые доли металлов в сплаве.

Решение

1)
Запишем уравнения реакции:

Mg
+ 2HCl = MgCl₂ +H₂↑

1моль                        
1моль

2Al+
6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

2моль                          
3моль

    
2) Обозначим количества веществ:

ν(Mg)
= x моль; ν(Н₂) = х моль;

ν(Al)
= y моль; ν(Н₂) = 1,5 у моль.

3)
Составим математические уравнения: найдем массы магния, алюминия и их смеси, а
также ко-

личество
вещества выделившегося водорода:

m(Mg) = 24x,

m(Al) = 27y,

m(смеси) =
24х + 27y;

ν(Н₂)
= V/V_M= 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

4)
Составим систему уравнений и решим ее:

24x+
27y=3,9

x 
+1,5y
= 0, 2 .

х
=
0,2 – 1,5у,

24(0,2
– 1,5у) + 27у = 3,9,

у
=
0,1;

х
=
0,2 – 1,5*0,1 = 0,05.

5)
Найдем массы магния и алюминия и их массовые доли в смеси:

m(Mg) =
0,05 (моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1
(моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg)
= m(Mg) / m(см.) = 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω(Al)
= m(Al) / m(см.) = 2,7 / 3,9 = 0,6923.

 Ответ. ω(Mg) =
30,77 %; ω(Al) = 69,23 %.

Задача
2. К
раствору, содержащему 5,48 г смеси сульфата и силиката натрия, прибавили
избыток хлорида бария, в результате образовалось 9,12 г осадка. Найти массы
солей в исходной смеси.

Решение

1)
Составим уравнения реакций:

Na₂SO₄
+ BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl,

1моль                      
1моль

Na₂SiO₃
+ BaCl2 =BaSiO₃↓+ 2NaCl.

1моль                       
1моль

2)
Обозначим количества веществ:

ν(Na₂SO₄)
= x моль,

ν(BaSO₄)
= х моль;

ν(Na₂SiO₃)
= у моль,

ν(BaSiO₃)
= у моль.

3)
Составим формулы для массы веществ:

m(Na₂SO₄)
= 142x,

m(BaSO₄)
= 233x,

m(Na₂SiO₃)
= 122y,

m(BaSiO3) = 213y;

m_{(исх. см.)} = m(Na₂SO₄)
+ m(Na₂SiO₃),

m_{(обр. см.)} = m(BaSO₄)
+ m(BaSiO₃).

4)
Составим систему уравнений и решим ее:

142x+ 122y =5,48

233x+ 213y =9,12 .

х
=
0,03, y= 0,01.

m(Na₂SO₄) = 0,03
(моль)æ142 (г/моль) = 4,26 г,

m(Na₂SiO₃)
= 5,48 – 4,26 = 1,22 г.

Ответ. m(Na₂SO₄)
= 4,26 г;  m(Na₂SiO₃)
= 1,22 г.

Алгоритм
2. Решение через уравнение с одним неизвестным

(подходит
только для задач, в которых можно найти общее количество продукта,
образующегося во всех параллельных реакциях)

1.
Составить
уравнения реакций.

2.
Найти
количество образовавшегося вещества.

3.
Обозначить
количество вещества, получившегося в результате одной реакции, через

х
моль,
тогда количество вещества, получившегося в результате второй реакции, будет
равно:

(ν
– х). Выразить, согласно уравнениям реакций, количества веществ в
исходной смеси.

4.
Выразить
массы веществ, составить и решить уравнение с одним неизвестным.

 Из
двух задач, решенных по алгоритму 1, этим способом можнорешить только задачу
1. (в разделе

ТИП II. ≪ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ≫)

Решение
задачи 1

1)
Составим уравнения реакций:

Mg+
2HCl = MgCl₂ + H₂ ↑      (1)

1моль                         
1моль

2Al+ 6HCl = 2AlCl₃
+3H₂↑    (2)

2моль                          
3моль

 2)
Найдем количество вещества образовавшегося водорода:

ν(Н2)
= V / V_М = 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

3)
Обозначим количество вещества водорода, получившегося по реакции (2),

ν(Н2)
= х моль, тогда количество вещества водорода, получившегося по реакции
(1),

равно:
ν(Н2) = 0,2 – х.

Согласно
уравнениям реакций в исходной смеси было:

ν(Mg)
= 0,2 – x; ν(Al) = 2x / 3.

4)
Выразим массы:

m(Mg) =
24(0,2 – x) = 4,8 – 24x,

m(Al) =
27æ2x /3 = 18х.

Составим
уравнение с одним неизвестным:

4,8
– 24х + 18х = 3,9;

х
=
0,15.

ν(Mg)
= 0,2 – 0,15 = 0,05 моль;

ν(Al)
= 2/3 * 0,15 = 0,1 моль.

5)
Найдем массы магния и алюминия и их массовые доли в смеси:

m(Mg) =
0,05 (моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1
(моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg)
= m(Mg) / m(см.) = 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω(Al)
= m(Al) / m(см.) = 2,7 / 3,9 = 0,6923.

 Ответ. ω(Mg) =
30,77 %; ω(Al) = 69,23 %.

ТИП III. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1. При обработке 17,4 г смеси
алюминия, железа и меди избытком соляной кисло-

ты выделилось 8,96 л (н.у.)  . Не растворившийся в соляной кислоте
остаток растворился

 в концентрированной азотной  кислоте с выделением 4,48 л газа
(н.у.). Определить состав

исходной смеси (в %).

Решение

1)
Составим уравнения реакций:

Fe+
2HCl = FeCl₂ + H₂↑   

1моль                
     1моль

 
2Al+ 6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

2моль                           
3моль

Cu+
4HNO₃ == Сu(NO3)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O.

1моль                                      
2моль 

2)
Найдем количество вещества оксида азота(IV) и количество

вещества
и массу меди:

ν(NO₂)
= V / V_М= 4,48 л / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль,

ν(Сu)
= 0,1 моль;

m(Cu) = M
* ν == 64 (г/моль) * 0,1 (моль) = 6,4 г.

3)
Найдем массу смеси железа и алюминия:

m(Fe, Al) =
17,4 (г) – 6,4 (г) = 11 г.

4)
Обозначим количества веществ:

ν(Fe)
= x моль, ν(Н2) = х моль;

ν(Al)
= y моль, ν(Н2) = 1,5 у моль.

5)
Выразим массы Fe и Alчерез  xи y; найдем количество вещества
водорода:

m(Fe) = 56x;
m(Al) = 27y;

ν(Н₂)
= V / V_М= 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

6)
Составим систему уравнений и решим ее:

56x
+ 27y = 11

X
+ 1,5y 
=0,4 .

 х
=
0,4 – 1,5у;

56(0,4
– 1,5у) + 27у = 11,

у
=
0,2;

х
=
0,4 – 1,5*0,2 = 0,1.

7)
Найдем массы железа и алюминия, затем массовые доли веществ в смеси:

m(Fe) = 0,1
(моль) * 56 (г/моль) = 5,6 г,

m(Al) = 0,2
(моль) * 27 (г/моль) = 5,4 г;

ω(Cu)
= m(Cu) / m(см.) = 6,4 (г) / 17,4 (г) = 0,368,

ω(Fe)
= m(Fe) / m(см.) = 5,6 (г) / 17,4 (г) = 0,322,

ω(Al)
= m(Al) / m(см.) = 5,4 (г) / 17,4 (г) = 0,31.

Ответ. ω(Сu) =
36,8 %; ω(Fe) = 32,2 %; ω(Al) = 31 %.

ТИП IV. ЗАДАЧИ НА КИСЛЫЕ СОЛИ

Этот тип задач тоже был предложен впервые в одном из вариантов ЕГЭ
по химии в 2012 г. В зависимости от количеств реагирующих веществ возможно
образование смеси двух солей. Приведем пример.

При нейтрализации оксида фосфора(V) щелочью в зависимости от
молярного соотношения

образуются следующие продукты:

P₂O₅
+ 6NaOH = 2Na₃PO₄
+ 3H₂O,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/6;

P2O5 + 4NaOH = 2Na₂HPO₄
+ H2O,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/4;

P₂O₅
+ 2NaOH + H₂O = 2NaH₂PO₄,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/2.

При взаимодействии 0,2 моль Р₂О₅ с раствором
щелочи, содержащим 0,9 моль NaOH, молярное

соотношение находится между 1/4 и 1/6. В этом случае образуется
смесь двух солей: фосфата натрия и гидрофосфата натрия. Если раствор щелочи
будет содержать 0,6 моль NaOH, то молярное соотношение будет другим:

0,2/0,6 =1/3, оно находится между 1/2 и 1/4,

поэтому получится другая смесь двух солей: дигидрофосфата и
гидрофосфата натрия.

Эти задачи можно решать разными способами. В любом случае вначале
нужно составить

уравнения всех возможных реакций, найти количества реагирующих
веществ и, сравнив их соотношение с числом моль по уравнению, определить, какие
соли получаются.

При
более простом варианте (алгоритм 1) можно не учитывать

последовательность
протекания реакций, исходить из предположения, что одновременно происходят две
реакции, и использовать алгебраический способ решения.

Алгоритм
1

(Параллельные
реакции)

1.
Составить
уравнения всех возможных реакций.

2.
Найти
количества реагирующих веществ и по их соотношению определить уравнения

двух
реакций, которые происходят одновременно.

3.
Обозначить
количество вещества одного из реагирующих

веществ
в первом уравнении как

х моль, во втором – умоль.

4.
Выразить
через х и у количества веществ реагентов или

получившихся
солей согласно молярным соотношениям по уравнениям.

5.
Составить
и решить систему уравнений с двумя неизвестными, найти

количества
реагирующих веществ, затем количества получившихся солей.

Далее
решать задачу согласно условию.

При
более сложном для понимания, но более глубоко раскрывающем химизм происходящих

процессов
способе решения нужно учитывать то, что в некоторых случаях продукты реакции
зависят

от
порядка смешивания веществ.

Нужно
учитывать последовательность реакций, протекающих при взаимодействии
многоосновной

кислоты
и щелочи. Так, при постепенном добавлении гидроксида натрия к раствору
фосфорной кислоты будут протекать реакции:

H₃PO₄
+ NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O,

NaH₂PO₄ + NaOH = Na₂HPO₄ + H₂O,

Na₂HPO₄ + NaOH = Na₃PO₄ + H₂O.

При
обратном же порядке смешивания реагентов последовательность протекания и сами
реакции будут иными:

3NaOH
+ H₃PO₄ = Na₃PO₄ + 3H₂O,

2Na₃PO₄
+ H₃PO₄ = 3Na₂HPO₄,

Na₂HPO₄ + H₃PO₄ = 2NaH₂PO₄.

При
пропускании углекислого или сернистого газов через раствор щелочи получается
средняя

соль,
т.к. вначале щелочь находится в избытке. Затем по мере добавления оксида
появляется его

избыток,
он реагирует со средней солью, которая частично превращается в кислую.

Алгоритм
2

(Последовательные
реакции. Нейтрализация щелочи)

1.
Составить
уравнение реакции образования средней соли.

Количество
вещества средней соли и количество вещества прореагировавшей кислоты или
кислотного оксида рассчитывается по количеству вещества щелочи.

2.
Найти
количество вещества избытка кислоты или кислотного оксида:

ν_изб = ν_исх – ν_прор.

Составить
уравнение реакции избытка кислоты или оксида со средней солью.

3.
По
количеству вещества избытка кислоты или кислотного оксида найти количество

вещества
кислой соли и количество прореагировавшей средней соли.

4.
Найти
количество вещества оставшейся средней соли.

Задача
1. Газ,
полученный при сжигании 19,2 г серы в избытке кислорода, без остатка
прореагировал с 682,5 мл 5%-го раствора гидроксида натрия (плотность 1,055
г/мл).

Определите
состав полученного раствора и рассчитайте массовые доли веществ в этом растворе

Решение

1)
Составим уравнения возможных реакций:

S  +O₂  =  SO₂                              
(1)

1моль1моль

SO₂  +NaOH  =  NaHSO₃  , (2)

1моль1моль1моль

SO₂ 
+  2NaOH  =  Na₂SO₄  + H₂O. (3)

1моль     2моль           1моль

2)
Найдем количества вещества реагентов:

ν(S)
= m / M = 19,2 (г) / 32 (г/моль) = 0,6 моль;

ν(SO₂)
= 0,6 моль;

m(р-ра
NaOH) = V(р-ра) * ρ(р-ра) == 682,5 (мл) * 1,055 (г/мл) = 720,04 г,

m(NaOH) = m(р-ра)
* ω = 720,04 (г) * 0,05 = 36 г,

ν(NaOH)
= m / М == 36 (г) / 40 (г/моль) = 0,9 моль.

Сравним
данные количества веществ по уравнениям (2) и (3):

ν(SO₂)
: ν(NaOH) = 0,6 (моль) : 0,9 (моль) = 1 : 1,5.

Это
свидетельствует о том, что в полученном растворе будут находиться обе соли:

NaHSO₃
и Na₂SO₃.

Далее
задачу можно решать разными способами, напримерпоалгоритму 1.

3)
Обозначим количество вещества оксида серы(IV), вступившего во взаимодействие с
гидроксидом натрия, в реакции (2) как

ν(SO₂)
= х моль,

а
в реакции (3) как

ν(SO₂)
= у моль.

4)
Тогда, в соответствии со стехиометрией, в реакцию (2) вступило х моль
NaOH, а в реакцию (3)

 –2y
моль NaOH.

5)
Составим систему уравнений:

       
x +  y = 0,6

      
x   + 2 y = 0,9.

     
х =
0,6 – у,

     
0,6 – у + 2у = 0,9;

     
у =
0,3, х = 0,3.

По
уравнениям (2) и (3) следует, что количество вещества образовавшейся соли равно
количеству

вещества
оксида серы(IV), т.е.

ν(NaSO₃)
= 0,3 моль,

ν(NaHSO₃)
= 0,3 моль.

6)
Найдем массы веществ:

m(SO₂)
= M * ν = 64 (г/моль) * 0,6 (моль) = 38,4 г;

m(Na₂SO₃)
= M * ν = 126 (г/моль) * 0,3 (моль) = 37,8 г;

m(NaHSO₃)
= M * ν = 104 (г/моль) * 0,3 (моль) = 31,2 г.

7)
Найдем массу раствора после реакций и массовые доли растворенных солей:

m(р-ра) = m(SO₂)
+ m(р-ра NaOH) = 38,4 + 720,04 = 758,44 г;

ω(Na₂SO₃)
= m / m(р-ра) = 37,8 (г) / 758,44 (г) = 0,0498,

ω(NaHSO₃)
= m / m(р-ра) = 31,2 (г) / 758,44 (г) = 0,0411.

Ответ. ω(Na₂SO₃)
= 4,98 %;  ω(NaHSO₃)
= 4,11 %.

Решим
эту задачу по алгоритму 2.

1)
Сначала протекает реакция образования средней соли:

SO₂ 
+  2NaOH  =  Na₂SO₄  + H₂O.

1моль     2моль           1моль

По
данным из условия задачи рассчитываем количество вещества NaOH, а по нему –
количество получившегося Na₂SO₃ и прореагировавшего SO₂:

ν(Na₂SO₃)
= 0,9 : 2 = 0,45 моль,

ν(SO₂) =
0,9 : 2 = 0,45 моль.

2)
Поскольку оксид серы(IV) был взят в избытке, то оставшееся количество его
вступит в реакцию

со
средней солью с образованием кислой соли:

SO₂  +NaOH  =  NaHSO3 

1моль  
1моль1моль

.

ν_изб(SO2) = ν_исх
– ν_прор= 0,6 – 0,45 = 0,15 моль.

3)
При этом образуется 0,3 моль NaHSO3.

 4)
Количество вещества оставшейся средней соли равно:

ν(Na₂SO₃)
= 0,45 – 0,15 = 0,3 моль.

Далее
ход решения одинаков: найдем массы веществ, массу раствора и массовые доли
растворен-

ных
в нем веществ.

Алгоритм
3 (Последовательные
реакции.Нейтрализация кислоты)

1.
Составить
уравнение реакции образования кислой соли.

Количество
вещества кислой соли и количество прореагировавшей щелочи рассчитывается

по
количеству вещества кислоты.

2.
Найти
количество вещества избытка щелочи:

ν_изб
= ν_исх– ν_прор .

Составить
уравнение реакции избытка щелочи с кислой солью.

3.
По
количеству щелочи найти количество вещества средней соли и количество

 прореагировавшей
кислой соли.

4.
Найти
количество вещества оставшейся кислой соли.

Попробуйте
решить сами.

Задача
2. Через
224 г раствора с массовой долей гидроксида калия 20 % пропустили 11,2 л
сернистого газа (н.у.). Вычислить массовые доли солей в полученном растворе.

Ответ. ω(K₂SO₃)
= 18,52 %; ω(KHCO₃) = 9,38 %.

Задача
3. Через
100 мл раствора гидроксида натрия с плотностью 1,1 г/мл пропустили 4,928 л
оксида углерода(IV) (н.у.), в результате чего образовалось 22,88 г смеси двух солей.

Определить
массовые доли веществ в полученном растворе.

Ответ. ω(NaHCO₃)
= 1,4 %; ω(Na₂СO₃) = 17,7 %.

Задача
4. Продукты
полного сгорания 4,48 л сероводорода (н.у.) в избытке кислорода

полностью
поглощены 53 мл 16%-го раствора гидроксида натрия (ρ = 1,18 г/мл). Вычислить

массовые
доли веществ в полученном растворе и массу осадка, который выделится при
обработке этого раствора избытком гидроксида бария.

Ответ. ω(NaHSO₃)
= 22,8 %; ω(Na₂SO₃)
= 9 %; m(BaSO₃) = 43,4 г.

Задача
5. При
пропускании углекислого газа через раствор, содержащий 6 г гидроксида натрия,
образовалось 9,5 г смеси солей. Определить объем прореагировавшего углекислого
газа.

Ответ. V(CO₂)=
2,24 л.

Задача
6. В
стакан, содержащий 200 мл воды, последовательно внесли 28,4 г фосфорного
ангидрида и 33,6 г гидроксида калия. Вычислить массовые доли веществ,
содержащихся в растворе по окончании всех реакций.

Ответ. ω(KH₂РO₄)
= 10,38 %; ω(K₂HРO₄) = 13,28 %.

Задача
7. К
82 мл 20%-го раствора гидроксида натрия (ρ = 1,22 г/мл) добавили

116
мл 25%-й серной кислоты (ρ = 1,18 г/мл). Найти массовые доли солей в
образовавшемся

растворе.

Ответ. ω(NaHSO₄)
= 10,12 %; ω(Na₂SO₃) = 8,98 %.

В заключение приведем примеры типичных ошибок, возникающих
при решении задач, подобных

обсуждаемым.

• Составление «суммарного» уравнения
реакции.

Например, прирешении задачи, в которой смесьNaHCO₃ и Na₂CO₃
обработали соляной кислотой, нельзя писатьсуммарное уравнение реакции:

NaHCO₃ + Na₂CO₃ + 3HCl = 3NaCl +
2H₂O + 2CO₂↑.

Это ошибка. В смеси могут быть любые количества солей, а в
приведенном уравнении предполагается, что их количество равное.

Следует записывать отдельные уравнения реакций:

NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑,
(1)

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑.
(2)

• Предположение, что мольное соотношение
соответствует коэффициентам в уравнении.

Часто рассуждают, например, так:

коэффициенты перед формулами NaHCO₃ и Na₂CO₃
в уравнениях (1) и (2) равны, следовательно, и

количества солей тоже равны. Это неверно, эти количества
могут быть любыми, и они никак между собой не связаны.

Литература:
Химия Учебно-методический журнал для учителей химии и естествознания  № 4 (846) 
him.1september.ru

https://examer.ru/login

Смеси – это сложные
системы, состоящие из двух или более веществ. Состав смесей выражают разными
способами, наиболее часто встречающейся в задачах величиной является массовая доля
вещества.
Массовая доля
вещества в
смеси – это отношение массы вещества к массе всей смеси: 
 

ω( в-ва)= m
_(в-ва)  / m_(смеси)

выражается она в долях от единицы
или процентах.

Задачи на смеси очень
разнообразны, способы их решения –тоже. Главное при решении –правильно
составить уравнения. реакций, а для этого нужно иметь

прочные знания о химических
свойствах веществ. Напомним основные моменты.

Взаимодействие
металлов с кислотами

• С
  растворимыми минеральными кислотами (кроме азотной и концентрированной
  серной) реагируют только металлы, находящиеся в электрохимическом ряду
  напряжений левее водорода. При этом металлы, имеющие несколько степеней
  окисления (железо, хром, марганец, никель), проявляют минимальную из
  возможных степень окисления – обычно это +2.
• Взаимодействие
  металлов (в том числе и тех, которые находятся в электрохимическом ряду
  правее водорода) с азотной кислотой приводит к образованию продуктов
  восстановления азота, а с серной концентрированной кислотой – к выделению
  продуктов восстановления серы. Поскольку в реальности образуется смесь
  продуктов восстановления, в задаче часто есть прямое указание на
  получающееся вещество.
• С
  холодными (без нагревания) концентрированными азотной и серной кислотами не
  реа-

гируют Al, Cr, Fe. При нагревании реакция протекает и образуются соли
этих металлов

в степениокисления +3. Не реагируют с данными кислотами ни при
какой концентрации

Au и Pt.

Взаимодействие
металлов с водой и щелочами

• В воде при
комнатной температуре растворяются только металлы, которым соответствуют растворимые
основания (щелочи). Это щелочные металлы – Li, Na, K,

Rb, Cs, а также
металлы IIа группы – Са, Sr, Ba. Образуется щелочь и водород. При кипячении в
воде также можно растворить Mg.

• В щелочи могут
раствориться только амфотерные металлы –алюминий, цинк, бериллий, олово. При
этом образуются гидроксо—комплексы
и выделяется водород,

например:

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄]
+ 3H₂↑,

Zn + 2NaOH + 2H₂O =  Na2[Zn(OH)₄] + H₂↑.

ТИП I. НЕРАСТВОРИМОСТЬ ОТДЕЛЬНЫХ
КОМПОНЕНТОВ.

Задача
1. Смесь алюминия и железа обработали избытком соляной кислоты, при
этом выделилось 8,96 л газа (н.у.). Это же количество смеси обработали избытком
раствора гидроксида натрия, выделилось 6,72 л газа (н.у.). Найти массовую долю
железа в исходной смеси.

Решение

1) Составим уравнения
реакций взаимодействия металлов с

кислотой и щелочью,
при этом нужно учесть, что железо не реагирует с раствором щелочи:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃+
3H₂ ↑       (1)

2моль                            3моль

Fe +  2HCl  =  FeCl₂  +H₂↑            (2)            

1моль                         1моль

2Al + 2NaOH + 6H₂O == 2Na[Al(OH)₄]
+ 3H₂↑       (3)

2моль                                                           
3моль             

2) Поскольку со щелочью реагирует
только алюминий, то мож-

но найти его количество вещества:

ν(Н2) = V/V_M
= 6,72 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,3 моль,

следовательно, ν(Al) = 0,2 моль.

3) Поскольку для обеих реакций
были взяты одинаковые количества смеси, то в реакцию с

соляной кислотой вступило такое же
количество алюминия, как и в реакцию со щелочью,

– 0,2 моль.

По уравнению (1) находим:

ν(Н₂) = 0,3 моль.

4) Найдем количество вещества
водорода, выделившегося в результате реакции металлов с кислотой:

ν_общ(Н₂) = V
/ V_М = 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

5) Найдем количество вещества
водорода, выделившегося при взаимодействии железа с кислотой, и затем
количество вещества железа:

ν(Н₂) = ν_общ(Н₂)
– ν(Н₂) = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль,

ν(Fe) = 0,1 моль.

6) Найдем массы Al, Fe, массу смеси
и массовую долю железа в смеси:

m(Al) = 27
(г/моль) * 0,2 (моль) = 5,4 г,

m(Fe) = 56
(г/моль) * 0,1 (моль) = 5,6 г,

m_смеси(Al, Fe) = 5,4 +
5,6 = 11 г,

ω_(Fe) = m_в-ва
/ m_см = 5,6 / 11 = 0,5091 (50,91 %).

Ответ. ω(Fe) = 50,91
%.

ТИП II. ≪ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ≫

Речь идет об одновременно происходящих реакциях, с реагентом
(реагентами) взаимодействуют все компоненты смеси. Для определения порций
отдельных компонентов придется использовать алгебраический алгоритм. Поскольку
в дальнейшем предстоят расчеты по уравнениям реакций, в качестве неизвестной величины
лучше всего выбрать количество вещества.

Алгоритм 1. Решение через систему уравнений с двумя неизвестными

(подходит для любой задачи такого типа)

1. Составить
уравнения реакций.

2. Количества
веществ (ν) в исходной смеси обозначить через х, у моль и,
согласно молярным соотношениям по уравнениям реакций, выразить через х, у
моль количества веществ в

образовавшейся смеси.

3. Составить
математические уравнения. Для этого следует выразить массу (или объем)

веществ через х, у и молярную массу (молярный объем)
по формулам:

m = ν*M;
      V = ν*V_М.

4. Составить
систему уравнений и решить ее.

5. Далее
решать согласно условиям задачи

Задача 1. Пластинку из магниево-алюминиевого
сплава массой 3,9 г поместили

в раствор соляной кислоты. Пластинка
растворилась, и выделилось 4,48 л газа. Найти массовые доли металлов в сплаве.

Решение

1) Запишем уравнения реакции:

Mg + 2HCl = MgCl₂ +H₂↑

1моль                         1моль          

2Al+ 6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

2моль                           3моль

     2) Обозначим количества веществ:

ν(Mg) = x моль; ν(Н₂)
= х моль;

ν(Al) = y моль; ν(Н₂)
= 1,5 у моль.

3) Составим математические уравнения:
найдем массы магния, алюминия и их смеси, а также ко-

личество вещества выделившегося
водорода:

m(Mg) = 24x,

m(Al) = 27y,

m(смеси)
= 24х + 27y;

ν(Н₂) = V/V_M
= 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

4) Составим систему уравнений и
решим ее:

24x+ 27y=3,9

x  + 1,5y = 0, 2 .

х = 0,2 – 1,5у,

24(0,2 – 1,5у) + 27у =
3,9,

у = 0,1;

х = 0,2 – 1,5*0,1
= 0,05.

5) Найдем массы магния и алюминия
и их массовые доли в смеси:

m(Mg) = 0,05
(моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1
(моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg) = m(Mg) / m(см.)
= 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω(Al) = m(Al) / m(см.)
= 2,7 / 3,9 = 0,6923.

 Ответ. ω(Mg) = 30,77 %; ω(Al) = 69,23 %.

Задача 2. К раствору,
содержащему 5,48 г смеси сульфата и силиката натрия, прибавили избыток хлорида
бария, в результате образовалось 9,12 г осадка. Найти массы солей в исходной смеси.

Решение

1) Составим уравнения реакций:

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ +
2NaCl,

1моль                      
1моль

Na₂SiO₃ + BaCl2 =BaSiO₃↓+ 2NaCl.

1моль                        1моль  

2) Обозначим количества веществ:

ν(Na₂SO₄) =
x моль,

ν(BaSO₄) = х моль;

ν(Na₂SiO₃)
= у моль,

ν(BaSiO₃) = у моль.

3) Составим формулы для массы
веществ:

m(Na₂SO₄) = 142x,

m(BaSO₄) = 233x,

m(Na₂SiO₃) = 122y,

m(BaSiO3) = 213y;

m_{(исх. см.)} = m(Na₂SO₄)
+ m(Na₂SiO₃),

m_{(обр. см.)} = m(BaSO₄)
+ m(BaSiO₃).

4) Составим систему уравнений и
решим ее:

142x+ 122y =5,48

233x+ 213y =9,12 .

х = 0,03, y = 0,01.

m(Na₂SO₄) = 0,03
(моль)æ142 (г/моль) = 4,26 г,

m(Na₂SiO₃) = 5,48 – 4,26 = 1,22 г.

Ответ. m(Na₂SO₄) = 4,26 г;  m(Na₂SiO₃) =
1,22 г.

Алгоритм 2. Решение через уравнение с
одним неизвестным

(подходит только
для задач, в которых можно найти общее количество продукта, образующегося во
всех параллельных реакциях)

1. Составить
уравнения реакций.

2. Найти количество
образовавшегося вещества.

3. Обозначить
количество вещества, получившегося в результате одной реакции, через

х моль, тогда
количество вещества, получившегося в результате второй реакции, будет равно:

(ν – х). Выразить, согласно
уравнениям реакций, количества веществ в исходной смеси.

4. Выразить массы
веществ, составить и решить уравнение с одним неизвестным.

 Из двух задач, решенных по алгоритму 1,
этим способом можно решить только задачу 1. (в разделе

ТИП II. ≪ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ≫)

Решение задачи 1

1) Составим уравнения реакций:

Mg+ 2HCl = MgCl₂ + H₂
↑      (1)

1моль                          1моль

2Al+
6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑   
(2)

2моль                           3моль

 2) Найдем количество вещества образовавшегося
водорода:

ν(Н2) = V / V_М =
4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

3) Обозначим количество вещества
водорода, получившегося по реакции (2),

ν(Н2) = х моль, тогда
количество вещества водорода, получившегося по реакции (1),

равно: ν(Н2) = 0,2 – х.

Согласно уравнениям реакций в
исходной смеси было:

ν(Mg) = 0,2 – x; ν(Al) = 2x
/ 3.

4) Выразим массы:

m(Mg) = 24(0,2 – x)
= 4,8 – 24x,

m(Al) = 27æ2x /3
= 18х.

Составим уравнение с одним неизвестным:

4,8 – 24х + 18х =
3,9;

х = 0,15.

ν(Mg) = 0,2 – 0,15 = 0,05 моль;

ν(Al) = 2/3 * 0,15 = 0,1 моль.

5) Найдем массы магния и алюминия
и их массовые доли в смеси:

m(Mg) = 0,05
(моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1
(моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg) = m(Mg) / m(см.)
= 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω(Al) = m(Al) / m(см.)
= 2,7 / 3,9 = 0,6923.

 Ответ. ω(Mg) = 30,77 %; ω(Al) = 69,23 %.

ТИП III. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1. При обработке 17,4 г смеси алюминия, железа и меди избытком
соляной кисло-

ты выделилось 8,96 л (н.у.)  . Не растворившийся в соляной кислоте остаток
растворился

 в концентрированной азотной  кислоте с выделением 4,48 л газа (н.у.).
Определить состав

исходной смеси (в %).

Решение

1) Составим уравнения реакций:

Fe+ 2HCl = FeCl₂ + H₂↑   

1моль                      1моль

 
2Al+ 6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

2моль                            3моль

Cu+ 4HNO₃ == Сu(NO3)₂
+ 2NO₂↑+ 2H₂O.

1моль                                       2моль 

2) Найдем количество вещества
оксида азота(IV) и количество

вещества и массу меди:

ν(NO₂) = V / V_М
= 4,48 л / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль,

ν(Сu) = 0,1 моль;

m(Cu) = M *
ν == 64 (г/моль) * 0,1 (моль) = 6,4 г.

3) Найдем массу смеси железа и
алюминия:

 m(Fe, Al) = 17,4 (г) – 6,4 (г) = 11 г.

4) Обозначим количества веществ:

ν(Fe) = x моль, ν(Н2) = х
моль;

ν(Al) = y моль, ν(Н2) =
1,5 у моль.

5) Выразим массы Fe и Al через  x и y; найдем количество
вещества водорода:

m(Fe) = 56x;
m(Al) = 27y;

ν(Н₂) = V / V_М
= 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

6) Составим систему уравнений и
решим ее:

56x + 27y = 11

X + 1,5y  =0,4 .

 х = 0,4 – 1,5у;

56(0,4 – 1,5у) + 27у =
11,

у = 0,2;

х = 0,4 – 1,5*0,2
= 0,1.

7) Найдем массы железа и алюминия,
затем массовые доли веществ в смеси:

m(Fe) = 0,1
(моль) * 56 (г/моль) = 5,6 г,

m(Al) = 0,2
(моль) * 27 (г/моль) = 5,4 г;

ω(Cu) = m(Cu) / m(см.)
= 6,4 (г) / 17,4 (г) = 0,368,

ω(Fe) = m(Fe) / m(см.)
= 5,6 (г) / 17,4 (г) = 0,322,

ω(Al) = m(Al) / m(см.)
= 5,4 (г) / 17,4 (г) = 0,31.

Ответ. ω(Сu) = 36,8
%; ω(Fe) = 32,2 %; ω(Al) = 31 %.

ТИП IV. ЗАДАЧИ НА КИСЛЫЕ СОЛИ

Этот тип задач тоже был предложен впервые в одном из вариантов ЕГЭ
по химии в 2012 г. В зависимости от количеств реагирующих веществ возможно
образование смеси двух солей. Приведем пример.

При нейтрализации оксида фосфора(V) щелочью в зависимости от
молярного соотношения

образуются следующие продукты:

P₂O₅ + 6NaOH
= 2Na₃PO₄ + 3H₂O,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/6;

P2O5 + 4NaOH = 2Na₂HPO₄
+ H2O,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/4;

P₂O₅ + 2NaOH
+ H₂O = 2NaH₂PO₄,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/2.

При взаимодействии 0,2 моль Р₂О₅ с раствором
щелочи, содержащим 0,9 моль NaOH, молярное

соотношение находится между 1/4 и 1/6. В этом случае образуется
смесь двух солей: фосфата натрия и гидрофосфата натрия. Если раствор щелочи
будет содержать 0,6 моль NaOH, то молярное соотношение будет другим:

0,2/0,6 =1/3, оно находится между 1/2 и 1/4,

поэтому получится другая смесь двух солей: дигидрофосфата и
гидрофосфата натрия.

Эти задачи можно решать разными способами. В любом случае вначале
нужно составить

уравнения всех возможных реакций, найти количества реагирующих
веществ и, сравнив их соотношение с числом моль по уравнению, определить, какие
соли получаются.

При более простом варианте (алгоритм 1) можно не учитывать

последовательность протекания реакций,
исходить из предположения, что одновременно происходят две реакции, и
использовать алгебраический способ решения.

Алгоритм 1

(Параллельные
реакции)

1. Составить
уравнения всех возможных реакций.

2. Найти количества
реагирующих веществ и по их соотношению определить уравнения

двух реакций, которые происходят
одновременно.

3. Обозначить
количество вещества одного из реагирующих

веществ в первом уравнении как

х моль,
во втором – у
моль.

4. Выразить через х
и у количества веществ реагентов или

получившихся солей согласно молярным
соотношениям по уравнениям.

5. Составить и
решить систему уравнений с двумя неизвестными, найти

количества реагирующих веществ,
затем количества получившихся солей.

Далее решать задачу согласно
условию.

При более сложном для понимания,
но более глубоко раскрывающем химизм происходящих

процессов способе решения нужно
учитывать то, что в некоторых случаях продукты реакции зависят

от порядка смешивания веществ.

Нужно учитывать
последовательность реакций, протекающих при взаимодействии многоосновной

кислоты и щелочи. Так, при
постепенном добавлении гидроксида натрия к раствору фосфорной кислоты будут
протекать реакции:

H₃PO₄ +
NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O,

NaH₂PO₄ + NaOH = Na₂HPO₄ + H₂O,

Na₂HPO₄ + NaOH = Na₃PO₄ + H₂O.

При обратном же порядке смешивания
реагентов последовательность протекания и сами реакции будут иными:

3NaOH + H₃PO₄
= Na₃PO₄ + 3H₂O,

2Na₃PO₄ + H₃PO₄ = 3Na₂HPO₄,

Na₂HPO₄ + H₃PO₄ = 2NaH₂PO₄.

При пропускании углекислого или
сернистого газов через раствор щелочи получается средняя

соль, т.к. вначале щелочь
находится в избытке. Затем по мере добавления оксида появляется его

избыток, он реагирует со средней солью,
которая частично превращается в кислую.

Алгоритм 2

(Последовательные
реакции. Нейтрализация щелочи)

1. Составить
уравнение реакции образования средней соли.

Количество вещества средней соли
и количество вещества прореагировавшей кислоты или кислотного оксида
рассчитывается по количеству вещества щелочи.

2. Найти количество
вещества избытка кислоты или кислотного оксида:

ν_изб = ν_исх – ν_прор.

Составить уравнение реакции
избытка кислоты или оксида со средней солью.

3. По количеству
вещества избытка кислоты или кислотного оксида найти количество

вещества кислой соли и количество
прореагировавшей средней соли.

4. Найти количество
вещества оставшейся средней соли.

Задача 1. Газ, полученный при
сжигании 19,2 г серы в избытке кислорода, без остатка прореагировал с 682,5 мл 5%-го
раствора гидроксида натрия (плотность 1,055 г/мл).

Определите состав полученного раствора
и рассчитайте массовые доли веществ в этом растворе

Решение

1) Составим уравнения возможных
реакций:

S  +  O₂  =  SO₂                               (1)

1моль       1моль

SO₂  +  NaOH 
=  NaHSO₃  , (2)

1моль   1моль       1моль

SO₂  +  2NaOH 
=  Na₂SO₄  + H₂O. (3)

1моль     2моль      
    1моль

2) Найдем количества вещества
реагентов:

ν(S) = m / M = 19,2
(г) / 32 (г/моль) = 0,6 моль;

ν(SO₂) = 0,6 моль;

m(р-ра NaOH) = V(р-ра)
* ρ(р-ра) == 682,5 (мл) * 1,055 (г/мл) = 720,04 г,

m(NaOH) = m(р-ра)
* ω = 720,04 (г) * 0,05 = 36 г,

ν(NaOH) = m / М ==
36 (г) / 40 (г/моль) = 0,9 моль.

Сравним данные количества веществ
по уравнениям (2) и (3):

ν(SO₂) : ν(NaOH) = 0,6
(моль) : 0,9 (моль) = 1 : 1,5.

Это свидетельствует о том, что в
полученном растворе будут находиться обе соли:

NaHSO₃ и Na₂SO₃.

Далее задачу можно решать разными
способами, например по алгоритму 1.

3) Обозначим количество вещества
оксида серы(IV), вступившего во взаимодействие с гидроксидом натрия, в реакции
(2) как

ν(SO₂) = х моль,

а в реакции (3) как

ν(SO₂) = у моль.

4) Тогда, в соответствии со
стехиометрией, в реакцию (2) вступило х моль NaOH, а в реакцию (3)

 –2y моль NaOH.

5) Составим систему уравнений:

        x +  y = 0,6

       x   + 2 y = 0,9.

      х = 0,6 – у,

      0,6 – у + 2у = 0,9;

      у = 0,3, х = 0,3.

По уравнениям (2) и (3) следует,
что количество вещества образовавшейся соли равно количеству

вещества оксида серы(IV), т.е.

ν(NaSO₃) = 0,3 моль,

ν(NaHSO₃) = 0,3 моль.

6) Найдем массы веществ:

m(SO₂)
= M * ν = 64 (г/моль) * 0,6 (моль) = 38,4 г;

m(Na₂SO₃)
= M * ν = 126 (г/моль) * 0,3 (моль) = 37,8 г;

m(NaHSO₃)
= M * ν = 104 (г/моль) * 0,3 (моль) = 31,2 г.

7) Найдем массу раствора после
реакций и массовые доли растворенных солей:

m(р-ра) = m(SO₂)
+ m(р-ра NaOH) = 38,4 + 720,04 = 758,44 г;

ω(Na₂SO₃) =
m / m(р-ра) = 37,8 (г) / 758,44 (г) = 0,0498,

ω(NaHSO₃) = m /
m(р-ра) = 31,2 (г) / 758,44 (г) = 0,0411.

Ответ. ω(Na₂SO₃)
= 4,98 %;  ω(NaHSO₃) = 4,11 %.

Решим эту задачу по алгоритму
2.

1) Сначала протекает реакция образования
средней соли:

SO₂  +  2NaOH 
=  Na₂SO₄  + H₂O.

1моль     2моль           1моль

По данным из условия задачи рассчитываем
количество вещества NaOH, а по нему – количество получившегося Na₂SO₃
и прореагировавшего SO₂:

ν(Na₂SO₃) =
0,9 : 2 = 0,45 моль,

ν(SO₂) = 0,9 : 2 =
0,45 моль.

2) Поскольку оксид серы(IV) был взят
в избытке, то оставшееся количество его вступит в реакцию

со средней солью с образованием кислой
соли:

SO₂  +  NaOH  =  NaHSO3 

1моль   1моль       1моль

.

ν_изб(SO2) = ν_исх – ν_прор = 0,6 – 0,45 =
0,15 моль.

3) При этом образуется 0,3 моль
NaHSO3.

 4) Количество вещества оставшейся средней соли
равно:

ν(Na₂SO₃) =
0,45 – 0,15 = 0,3 моль.

Далее ход решения одинаков: найдем
массы веществ, массу раствора и массовые доли растворен-

ных в нем веществ.

Алгоритм 3 (Последовательные
реакции. Нейтрализация кислоты)

1. Составить
уравнение реакции образования кислой соли.

Количество вещества кислой соли и
количество прореагировавшей щелочи рассчитывается

по количеству вещества кислоты.

2. Найти количество
вещества избытка щелочи:

ν_изб
= ν_исх – ν_прор .

Составить уравнение реакции
избытка щелочи с кислой солью.

3. По количеству
щелочи найти количество вещества средней соли и количество

 прореагировавшей кислой соли.

4. Найти количество
вещества оставшейся кислой соли.

Попробуйте
решить сами.

Задача 2. Через 224 г
раствора с массовой долей гидроксида калия 20 % пропустили 11,2 л сернистого
газа (н.у.). Вычислить массовые доли солей в полученном растворе.

Ответ. ω(K₂SO₃)
= 18,52 %; ω(KHCO₃) = 9,38 %.

Задача 3. Через 100 мл
раствора гидроксида натрия с плотностью 1,1 г/мл пропустили 4,928 л оксида
углерода(IV) (н.у.), в результате чего образовалось 22,88 г смеси двух солей.

Определить массовые доли веществ
в полученном растворе.

Ответ. ω(NaHCO₃)
= 1,4 %; ω(Na₂СO₃) = 17,7 %.

Задача 4. Продукты полного
сгорания 4,48 л сероводорода (н.у.) в избытке кислорода

полностью поглощены 53 мл 16%-го
раствора гидроксида натрия (ρ = 1,18 г/мл). Вычислить

массовые доли веществ в
полученном растворе и массу осадка, который выделится при обработке этого
раствора избытком гидроксида бария.

Ответ. ω(NaHSO₃)
= 22,8 %; ω(Na₂SO₃) = 9 %; m(BaSO₃)
= 43,4 г.

Задача 5. При пропускании углекислого
газа через раствор, содержащий 6 г гидроксида натрия, образовалось 9,5 г смеси солей.
Определить объем прореагировавшего углекислого газа.

Ответ. V(CO₂)=
2,24 л.

Задача 6. В стакан,
содержащий 200 мл воды, последовательно внесли 28,4 г фосфорного ангидрида и
33,6 г гидроксида калия. Вычислить массовые доли веществ, содержащихся в растворе
по окончании всех реакций.

Ответ. ω(KH₂РO₄)
= 10,38 %; ω(K₂HРO₄) = 13,28 %.

Задача 7. К 82 мл 20%-го раствора
гидроксида натрия (ρ = 1,22 г/мл) добавили

116 мл 25%-й серной кислоты (ρ =
1,18 г/мл). Найти массовые доли солей в образовавшемся

растворе.

Ответ. ω(NaHSO₄)
= 10,12 %; ω(Na₂SO₃) = 8,98 %.

В заключение приведем
примеры типичных ошибок, возникающих при решении задач, подобных

обсуждаемым.

• Составление «суммарного»
уравнения реакции.

Например, при решении
задачи, в которой смесь NaHCO₃ и Na₂CO₃
обработали соляной кислотой, нельзя писать суммарное уравнение реакции:

NaHCO₃ + Na₂CO₃ +
3HCl = 3NaCl + 2H₂O + 2CO₂↑.

Это ошибка. В смеси
могут быть любые количества солей, а в приведенном уравнении предполагается,
что их количество равное.

Следует записывать
отдельные уравнения реакций:

 NaHCO₃
+ HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑, (1)

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O
+ CO₂↑. (2)

• Предположение, что мольное
соотношение соответствует коэффициентам в уравнении.

Часто рассуждают,
например, так:

коэффициенты перед
формулами NaHCO₃ и Na₂CO₃ в уравнениях (1) и
(2) равны, следовательно, и

количества солей тоже
равны. Это неверно, эти количества
могут быть любыми, и они никак между собой не связаны.

Литература: Химия Учебно-методический
журнал для учителей химии и естествознания   № 4 (846)  him.1september.ru