Консультация для учителей химии по подготовке к ЕГЭ

Решение задач повышенной сложности на смеси веществ.

Подготовила и провела Семегулина Юлия Николаевна, учитель химии

МОАУ «СОШ №79» г.Оренбурга

Примеры:

1.Смесь карбонатов калия и натрия массой 10 г растворили в воде и добавили избыток

соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через трубку с пероксидом натрия.

Образовавшегося кислорода хватило, чтобы сжечь 1,9 л водорода (н.у.). Напишите уравнения

реакций и рассчитайте состав смеси.

Решение.

Составляем уравнения реакций:

Na

2

CO

3

+ 2HCl = 2NaCl + H

2

O + СО

2

(1)

K

2

CO

3

+ 2HCl = 2KCl + H

2

O + CO

2

(2)

2Na

2

O

2

+ 2CO

2

= 2Na

2

CO

3

+ O

2

(3)

2Н

2

+ О

2

= 2Н

2

О (4)

n(H

2

)=1,9/22,4=0,085моль

n(O

2

)=1/2n(H

2

)=0,0425 моль

n(CO

2

)=2n(O

2

)=0,085 моль

Пусть n(Na

2

CO

3

)= x моль, m (Na

2

CO

3

)=106x;

n(K

2

CO

3

)= y моль, m (K

2

CO

3

)=138y

По уравнению реакций 1 и 2 n(Na

2

CO

3

)= n(CO

2

) = x

n(K

2

CO

3

)= n(CO

2

) = y

106x+138y = 10

x+y = 0,085

x=0,054, m(Na

2

CO

3

) =5,73г

y=0.031, m (K

2

CO

3

) =4,27г

w(Na

2

CO

3

)=57.3%

w(K

2

CO

3

)=42.7%/

2.21,1 г смеси цинка и алюминия растворили в 565 мл раствора азотной кислоты,

содержащего 20 мас. % НNО

3

и имеющего плотность 1,115 г/мл. Объем выделившегося газа,

являющегося простым веществом и единственным продуктом восстановления азотной кислоты,

составил 2,912 л (н.у.). Определите состав полученного раствора в массовых процентах.

Определяем количество вещества газа:

Определяем

массу

раствора

азотной

кислоты,

массу

и

количество

вещества

растворенной

:

г

г

моль

Учитывая, что масса смеси металлов

г, их молярные массы —

г/моль у цинка

и

г/моль у алюминия, получим следующую систему уравнений:

значит,

моль

значит,

моль

По 1 уравнению реакции n истраченной HNO

3

0,48 моль: по 2 уравнению реакции n

истраченной HNO

3

1,08 моль; общее 1,56 моль; остаток 0,44 моль

г

= масса раствора кислоты + масса сплава металлов — масса азота

г

г

Ответ:

нитрата цинка,

нитрата алюминия,

азотной кислоты.

3.При длительном прокаливании перманганата калия получено твердое вещество, которое

полностью взаимодействует со 180 г 27%-й бромоводородной кислоты. Рассчитайте исходную

массу перманганата калия и количества веществ в смеси, полученной при прокаливании.

2KMnO

4

=K

2

MnO

4

+ MnO

2

+ O

2

K

2

MnO

4

+8HBr =2Br

2

+2KBr+MnBr

2

+2H

2

O

MnO

2

+4HBr=Br

2

+MnBr

2

+2H

2

O

Пусть n(KMnO

4

)=х моль, тогда

n(K

2

MnO

4

)= n(MnO

2

)= 0,5х моль

По 2 уравнению n(HBr)=4х моль

По 3 уравнению n(HBr)=2х моль

Общее n(HBr)=6х моль

По условию n(HBr)=180*0,27/81=0,6 моль

6х=0,6 х=0,1 n(KMnO

4

)=0,1 моль

m(KMnO

4

)=0,1*158=15,8г

n(K

2

MnO

4

)= n(MnO

2

)= 0,05 моль

4.Для полного хлорирования 8,8 г порошковой смеси железа и меди потре-

бовалось 4,48 л хлора (при н. у.). Определите, какие массы 89%-ной серной ки-

слоты и 36,5%-ной соляной кислоты прореагируют с 8,8 г этой смеси на холоде.

Рассчитайте массовые доли металлов в этой смеси.

Записано уравнения реакций:

а) 2Fe + 3Cl

2

= 2FeCl

3

б) Cu + Cl

2

= CuCl

2

в) Cu + 2H

2

SO

4

= CuSO

4

+ SO

2

+ 2H

2

O

г) Fe + 2HCl = FeCl

2

+ H

2

n(Fe) = x; n(Cu) = y;

m(Fe) = 56x; m(Cu) = 64y; m(Fe) + m(Cu) = 56x+ 64y = 8,8;

n(Cl

2

)а = 1,5x; n(Cl

2

)б = y;

n(Cl

2

) = 4,48/22,4 = 0,2моль;

1,5x + y = 0,2;

56x+ 64y = 8,8; x= 0,1; y = 0,05

m(Fe) = 5,6 г; m(Cu) = 3,2 г;

ω (Fe ) = 5,6 *100/8,8 = 63,6%

ω (Cu)= 3,2*100/8,8 = 36,4%

n(H

2

SO

4

) = 0,1; m(H

2

SO

4

) = 9,8 г; m(H

2

SO

4

)р-р = 9,8/0,89 = 11 г;

n(HCl ) = 0,2; m(HCl ) = 0,2 * 36,5 = 7,3 г;

m(HCl )р-р = 20 г

Задачи для самостоятельного решения.

1.Смесь цинка и алюминия обработали соляной кислотой. Масса полученных

хлоридов равна 81,1 г. Такую же навеску смеси обработали разбавленной серной

кислотой. Масса полученных сульфатов равна 98,6 г. Найдите массу (г) цинка в исходной

смеси металлов. Ответ:25,7г

2.Смесь хлорида натрия, нитрата натрия и хлората натрия общей массой 35,1 г прокалили

до постоянной массы. При взаимодействии выделенного при прокаливании газа с водородом

образовалась вода массой 8,1 г. Твёрдые продукты прокаливания растворили в воде, и раствор

обработали избытком раствора нитрата серебра (I). Выпал осадок массой 43,05 г. Определите

массу (г) нитрата натрия в исходной смеси. Ответ:12,75 г

3.Смесь железа и цинка массой 12,1 г обработали избытком раствора серной кислоты. Для

сжигания полученного водорода необходимо 2,24л кислорода (давление 135,6 кПа, температура

– 364К). Найдите массовую долю железа в смеси. Ответ:46,25%

4.Смесь метиловых эфиров уксусной кислоты и пропионовой кислоты массой 47,2г

обработали 83,4мл раствора гидроксида натрия с массовой долей 40% (плотность 1,2г/мл).

Определите массовые доли эфиров ( в %) в смеси, если известно, что гидроксид натрия,

оставшийся после гидролиза эфиров, может поглотить максимально 8,96л оксида углерода (IV).

Ответ:62,7%,37,3%

5.Смесь оксида и пероксида бария обработали избытком серной кислоты. Осадок

отфильтровали, высушили и взвесили, его масса составила 46,6г. К полученному раствору

добавили избыток раствора перманганата калия, в результате выделилось 3,36л газа.

Рассчитайте массовые доли веществ в исходной смеси. Ответ:23,2%,76,2%

6.Фосфор массой 1,24 г прореагировал с 16,84 мл 97%-ного раствора серной кислоты (ρ =

1,8 г/мл) с образованием ортофосфорной кислоты. Для полной нейтрализации полученного

раствора добавили 32%-ный раствор гидроксида натрия (ρ = 1,35 г/мл). Вычислить объём

раствора гидроксида натрия. Ответ:51,85 мл

7.Смесь меди и угля растворили в горячей концентрированной азотной кислоте, при этом

выделилась газовая смесь бурого цвета с относительной плотностью по гелию 11,41.

Определите массовые доли компонентов в исходной смеси. Ответ: 40% и 60%