Методика решения задач

на «избыток–недостаток»

в курсе основной

общеобразовательной школы

Умение решать химические задачи – важная составляющая знаний по предмету.

Согласно государственному стандарту образования по химии учащиеся, оканчивающие

школу, должны уметь решать более десятка типов стандартных задач. Среди них и

задачи на «избыток–недостаток».

Предлагаю свой вариант подачи материала по решению таких задач в курсе химии 9-го

класса.

На изучение этой темы отвожу 2–2,5 урока, в зависимости от уровня способностей

учеников класса. Ознакомление с алгоритмом решения задач данного типа происходит в

рамках изучения темы «Теория электролитической диссоциации». Однако если класс

сильный, то в рамках эксперимента этот тип задач иногда изучаем и в конце 8-го

класса в главе «Галогены», а высвободившееся время можно потратить на изучение

органической химии в курсе 9-го класса.

На первом уроке разбираю два типа задач на «избыток–недостаток»:

одно из двух вступивших в реакцию веществ дано в избытке;

оба вступивших в реакцию вещества расходуются на взаимодействие друг с другом

без остатка, т. е. даны в стехиометрических количествах.

В качестве домашнего задания обязательно предлагаются две-три задачи, подобные

изученным на уроке.

На втором уроке закрепляю и углубляю изученный материал, ввожу понятия

«процентная концентрация растворов веществ», вступивших в реакцию, «плотность

растворов». Кроме того, усложняю задачи, вводя «процентное содержание примесей в

исходном веществе» и т. д. Такой прием позволяет повторить элементы уже

изученного материала, сэкономить время. В конце второго урока изучения темы или в

начале третьего провожу небольшую самостоятельную работу на закрепление

изученного материала, включающую одну-две задачи, причем самостоятельная работа

предлагается в трех уровнях сложности, в зависимости от способностей ученика.

Урок 1

Решение задач на «избыток–недостаток»

Цели.



научить алгоритму решения задач нового типа;



закрепить навыки устного счета;



повторить правила расчета относительных молекулярных масс веществ;



закрепить правила грамотного оформления условия задачи;



формировать навыки химического мышления, логики, а также способствовать воспитанию

гармоничной, всесторонне развитой личности.

ХОД УРОКА

Рассмотрим вариант, когда одно из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, другое – в

недостатке.

Решая химические задачи, следует не забывать о правилах их грамотного оформления по схеме:

дано, найти, решение, ответ.

ЗАДАЧА 1. На 47 г оксида калия подействовали раствором, содержащим 40 г азотной кислоты.

Найдите массу образовавшегося нитрата калия.

Дано:

m(K

2

O) = 47 г,

m(HNO

3

) = 40 г.

Найти:

m(КNO

3

).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

M

r

(K

2

O) = 2A

r

(K) + 1A

r

(O) = 2•39 + 1•16 = 94,

M

r

(HNO

3

) = 1A

r

(H) + 1A

r

(N) + 3A

r

(O) = 1•1 + 1•14 + 3•16 = 63,

M

r

(KNO

3

) = 1A

r

(K) + 1A

r

(N) + 3A

r

(O) = 1•39 + 1•14 + 3•16 = 101.

Для удобства расчета за х

1

примем массу НNО

3

и найдем, какое из веществ, вступивших в

реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.

47/94 = х

1

/126, х

1

= 63 г.

Следовательно, азотная кислота дана в недостатке, т. к. по условию ее 40 г, а по расчету

необходимо 63 г, поэтому расчет ведем по HNO

3

:

40/126 = х/202, х = 64 г.

Ответ. m(КNO

3

) = 64 г.

ЗАДАЧА 2. На 24 г металлического магния подействовали 100 г 30%-го раствора соляной

кислоты. Найдите массу образовавшегося хлорида магния.

Дано:

m(Mg) = 24 г,

m(р-р HCl) = 100 г,

(HCl) = 30%.

Найти:

m(MgCl

2

).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

M

r

(HCl) = 1A

r

(H) + 1A

r

(Cl) = 1 + 35,5 = 36,5,

M

r

(MgCl

2

) = 1A

r

(Mg) + 2A

r

(Cl) = 24 + 2•35,5 = 95.

Для удобства расчета за х

1

примем массу соляной кислоты и найдем, какое из веществ,

вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.

24/24 = х

1

/73, х

1

= 73 г.

Из расчета видно, что соляная кислота дана в недостатке, т. к. по условию задачи ее дано 30 г, а

для реакции требуется 73 г. Следовательно, расчет ведем по соляной кислоте:

30/73 = х/95, х = 39 г.

Ответ. m(MgCl

2

) = 39 г.

Рассмотрим вариант, когда оба вступивших в реакцию вещества даны в стехиометрических

количествах, т. е. реагируют друг с другом без остатка.

ЗАДАЧА 1. На 36 г алюминия подействовали 64 г серы. Найдите массу образовавшегося

сульфида алюминия.

Дано:

m(Al) = 36 г,

m(S) = 64 г.

Найти:

m(Al

2

S

3

).

Решение

Примем массу Al за х

1

и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, какое –

в недостатке.

х

1

/54 = 64/96, х

1

= 36 г.

В данном случае вещества, вступившие в реакцию, взяты в стехиометрических количествах,

поэтому расчет можно вести по любому из них:

64/96 = х/150, х = 100 г.

Ответ. m(Al

2

S

3

) = 100 г.

ЗАДАЧА 2. На раствор, содержащий 53 г карбоната натрия, подействовали раствором,

содержащим 49 г серной кислоты. Найдите массу образовавшейся соли.

Дано:

m(Na

2

CO

3

) = 53 г,

m(H

2

SO

4

) = 49 г.

Найти:

m(Na

2

SO

4

).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

M

r

(Na

2

CO

3

) = 2A

r

(Na) + 1A

r

(C) + 3A

r

(O) = 2•23 + 1•12 + 3•16 = 106.

M

r

(H

2

SO

4

) = 2A

r

(H) + 1A

r

(S) + 4A

r

(O) = 2•1 + 1•32 + 4•16 = 98.

M

r

(Na

2

SO

4

) = 2A

r

(Na) + 1A

r

(S) + 4A

r

(O) = 2•23 + 1•32 + 4•16 = 142.

Примем за х

1

массу cерной кислоты, чтобы узнать, какое вещество дано в избытке, какое – в

недостатке.

53/106 = х

1

/98, х

1

= 49 г.

В данном случае оба вещества взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно

вести по любому из них:

49/98 = х/142, х = 71 г.

Ответ. m(Na

2

SO

4

) = 71 г.

Однако учитель, подбирая задачи для решения в классе, должен помнить, что в некоторых

случаях (например, если кислота или кислотный оксид дан в избытке) решение задачи не

ограничивается расчетом двух пропорций, т. к. реакция будет протекать дальше с образованием

кислой соли. Это повысит сложность материала. На первых уроках при решении задач данного

типа я не включаю в материал задачи на прохождение реакций с образованием кислых или

основных солей.

Домашнее задание

ЗАДАЧА 1. На 200 г 10%-го раствора серной кислоты подействовали 40 г оксида алюминия.

Найдите массу образовавшейся воды.

Дано:

M(р-р H

2

SO

4

) = 200 г,

(H

2

SO

4

) = 10%,

m(Al

2

O

3

) = 40 г.

Найти:

m(Н

2

O).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

M

r

(Al

2

O

3

) = 2A

r

(Al) + 3A

r

(O) = 2•27 + 3•16 = 102,

M

r

(H

2

SO

4

) = 2A

r

(H) + 1A

r

(S) + 4A

r

(O) = 2•1 + 1•32 + 4•16 = 98,

M

r

(H

2

O) = 2A

r

(H) + 1A

r

(O) = 2•1 + 1•16 = 18.

m(H

2

SO

4

) = 200•10/100 = 20 г.

Найдем, какое из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, а какое – в недостатке.

х

1

/102 = 20/294, х

1

= 6,94 г.

Из расчета видно, что Al

2

O

3

дан в избытке, следовательно, расчет ведем по кислоте:

20/294 = х/54, х = 3,67 г.

Ответ. m(Н

2

O) = 3,67 г.

ЗАДАЧА 2. На 40 г оксида меди(II) подействовали раствором серной кислоты, содержащим 49 г

безводного вещества. Найдите массу образовавшейся соли.

Дано:

m(CuO) = 40 г,

m(H

2

SO

4

) = 49 г.

Найти:

M(СuSO

4

).

Решение

Найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке.

х

1

/80 = 49/98, х

1

= 40 г.

Cогласно уравнению данной реакции вещества взяты в стехиометрических количествах, поэтому

расчет можно вести по любому из них:

40/80 = х/160, х = 80 г.

Ответ. m(CuSO

4

) = 80 г.