Розв'язування задач

Алгоритм розв’язування розрахункових задач
І рівень. Розклали кальцій карбонат масою 5 кг. Обчисліть масу утвореного кальцій оксиду, якщо схема реакції така: СаСО3 —» СаО + СО2.
Дано: m(CaСO3)=5кг=5000г. Знайти: m(CaО)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
    5000 г             х г
     CaСО3    =   СаО       +  СO2↑ 
     100 г             56 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій карбонату з утворенням 1 моль кальцій оксиду.  
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль:
Mr(CаО)=Ar(Cа)+Ar(О)=40+16=56,  M(CаО)=56 г/моль.  Маса 1 моль=56г.
Mr(CаСO3)=Ar(Cа)+Ar(С)+3•Ar(О)=40+12+3•16=100,
M(CаСO3)=100 г /моль. Маса 1 моль=100 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
5000 г / 100 г= х г / 56 г, звідси х=5000г•56г/100г= 2800 г=2,8кг.
Відповідь: m(CаО)=2,8 кг.
ІІ спосіб. 
Записуємо рівняння реакції:  CaСО3=СаО+СO2↑ 
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин.
Mr(CаО)=Ar(Cа)+Ar(О)=40+16=56,  M(CаО)=56 г/моль.

Mr(CаСO3)=Ar(Cа)+Ar(С)+3•Ar(О)=40+12+3•16=100, M(CаСO3)=100г/моль.
Обчислюємо кількість речовини  кальцій карбонату масою 5000г за формулою y=m/M.
y(CаСO3)=5000г : 100 г/моль=50 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій карбонату з утворенням 1 моль кальцій оксиду, кількість речовин є однаковою, тому  y(CаО)=50 моль. Обчислюємо масу кальцій оксиду кількістю речовини 50 моль за формулою m=y•M.
m(CаО)=50 моль•56 г/моль = 2800 г=2,8 кг.
Відповідь: m(CаО)=2,8 кг.  
ІІ рівень. Обчисліть об’єм газу (н.у.), що виділиться під час реакції, за даними задачі І рівня.
Дано: m(CaСO3)=5кг=5000г. Знайти: V(СO2)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
    5000 г                           х л
     CaСО3    =   СаО   +  СO2↑ 
     100 г                           22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій карбонату з виділенням 1 моль карбон (IV) оксиду (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л).  
Обчислюємо молярну маси (M г/моль = Mr) речовини й, відповідно, масу 1 моль:
Mr(CаСO3)=Ar(Cа)+Ar(С)+3•Ar(О)=40+12+3•16=100,
M(CаСO3)=100 г /моль. Маса 1 моль=100 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
5000 г / 100 г= х л / 22,4 л, звідси х=5000г•22,4 л/100г= 1120л.
Відповідь: V(СO2)=1120 л.
ІІ спосіб. 
Записуємо рівняння реакції:  CaСО3=СаО+СO2↑ 
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) кальцій карбонату і карбон (IV) оксиду.
Mr(CаСO3)=Ar(Cа)+Ar(С)+3•Ar(О)=40+12+3•16=100, M(CаСO3)=100г/моль.
Mr(CО2)=Ar(C)+2•Ar(О)=12+2•16=44, M(CО2)=44 г/моль.
Обчислюємо кількість речовини  кальцій карбонату масою 5000г за формулою y=m/M.
y(CаСO3)=5000г : 100 г/моль=50 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій карбонату з виділенням  1 моль карбон (IV) оксиду, кількість речовин є однаковою, тому  y(CО2)=50 моль. Обчислюємо об'єм карбон (IV) кількістю речовини 50 моль за формулою V=y•Vм, де Vм-постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль.
V(СO2)=50 моль•22,4 л/моль=1120 л.
Відповідь: V(СO2)=1120 л.  
III рівень. Дигідрогенсульфід об’ємом 5,6 л повністю згорів у атмосфері кисню. Обчисліть об’єм (н.у.) та кількість речовини утвореного сульфур (ІV) оксиду.
Дано: V(H2S)=5,6 л. Знайти   V(SO2)-? y(SO2)-? 
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
  5,6 л                                  х л
    2H2S  +  3O2 = 2H2O  + 2SO2
 44,8 л                               44,8 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль дигідрогенсульфіду  H2S з виділенням  2 моль сульфур (IV) оксиду SO2. Знаємо, що 1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у., тому 2 моль газу займе об'єм у два рази більший, тобто 44,8 л.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
5,6 л / 44,8 л = х л / 44,8 л, звідси х=5,6 л • 44,8 л/ 44,8 л=5,6 л.
Обчислюємо кількість речовини сульфур (IV) оксиду об'ємом 5,6 л за формулою y=V/Vм, де Vм - постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
y( SO2)=5,6 л : 22,4 л/моль = 0,25 моль.
Відповідь:  V(SO2)=5,6 л; y(SO2)=0,25 моль.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції:   2H2S+3O2=2H2O+2SO2
Обчислюємо кількість речовини дигідрогенсульфіду H2S об'ємом 5,6 л за формулою y=V/Vм, де Vм - постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
 y(H2S)=5,6 л : 22,4 л/моль = 0,25 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль дигідрогенсульфіду H2S  з утворенням 2 моль сульфур (IV) оксиду SO2, тобто кількість речовини є однакова, тому y(SO2)=0,25 моль.
Обчислюємо об'єм сульфур (IV) оксиду кількістю речовини 0,25 моль.
З формули y=V/Vм, де Vм - постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у., знаходимо V=y•Vм.
V(SO2)=0,25 моль • 22,4 л/моль = 5,6 л.
Відповідь:    V(SO2)=5,6 л; y(SO2)=0,25 моль.
IVрівень. Двовалентний метал масою 3 г повністю прореагував з розчином хлоридної кислоти. Виділився газ об’ємом 2,8 л (н. у.). Обчисліть, який метал вступив в реакцію. Укажіть тип хімічного зв’язку в речовині, що залишилася в розчині.
Дано: E - двовалентний елемент, m(E)=3 г, V(H2)=2,8 л. Знайти: Е-?   
Розв'язання.
І спосіб
Беручи до уваги те, що елемент двовалентний  і формула солі матиме вигляд  ЕCl2 записуємо рівняння реакції.
  3 г                                2,8л
  Е     +    2HCl =  ECl2  +  H2
  х г                               22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагував 1 моль двовалентного металу Е з виділенням 1 моль водню H2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). 
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
3 г / х г= 2,8 л / 22,4 л, звідси х=3г•22,4 л/2,8л=24 г.
Отримали, що маса 1 моль двовалентного металу рівна 24 г, тобто молярна маса M(E)=24 г/моль.
Оскільки  М г/моль=Mr, отримуємо молекулярна маса Mr(E)=24. 
Отже, шуканий двовалентний метал магній Mg.
Залишився  магній хлорид MgCl2 - йонний тип хімічного зв'язку, бо виникає між атомами елементів, що різко відрізняються електронегативністю, тобто між типовими металічними Mg і неметалічними Cl елементами.
Відповідь: магній Mg,  MgCl2 - йонний тип хімічного зв'язку.
ІІ спосіб
Беручи до уваги те, що елемент двовалентний  і формула солі матиме вигляд  ЕСl2 записуємо рівняння реакції:  Е+2HCl=ECl2+H2
Обчислюємо кількість речовини водню об'ємом 2,8л за формулою y=V/Vм, де Vм-постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.

y(Н2)=2,8л:22,4л/моль =0,125 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагував 1 моль двовалентного металу Е з виділенням 1 моль водню H, кількість речовини дввалентного металу і водню однакова, тому у(Е)=0,125 моль.
Обчислимо молярну масу двовалентного металу.
З формули y=m/M знаходимо M=m/y.
M=3 г : 0,125 моль=24 г/моль. 
Оскільки  М г/моль=Mr, отримуємо молекулярна маса Mr(E)=24. 
Отже, шуканий двовалентний метал магній Mg.
Залишився  магній хлорид MgCl2 - йонний тип хімічного зв'язку, бо виникає між атомами елементів, що різко відрізняються електронегативністю, тобто між типовими металічними Mg і неметалічними Cl елементами.
Відповідь: магній Mg,  MgCl2 - йонний тип хімічного зв'язку.

  

Немає коментарів:

Дописати коментар