Курс по выбору Её Величество Задача

25 чел. помогло.

Скачать 1,36 Mb.

страница	6/7
	Мансуров Р.М
Дата конвертации	28.09.2011
Размер	1,36 Mb.
Тип	Задача

Содержание

Урок 14 .Способы выражения состава растворов
1.Беседа о способах выражения состава растворов
Обратная задача

Смотрите также:

1 2 3 4 5 6 7

ТЕМА: решение задач

Цель:

1. Закрепление материала по решению задач на определение массовой доли выхода продукта реакции (%) от теоретически возможного

2. Совершенствование умения решать задачи данного типа

3. Воспитывать самостоятельность

1.Организационный момент

2.Мотивация. Повторение алгоритма решения задач

3.Решение задач

1.Какое количество серной кислоты можно получить из серы массой 192 г, если выход на последней стадии 95%? (5,7 моль.)

2.При пропускании сероводорода объемом 2,8 л (н. у.) через избыток раствора сульфата меди (II) образовался осадок массой 11,4 г. Определите выход продукта реакции. (95%.)

3.Через раствор массой 50 г с массовой долей иодида натрия 15% пропустили избыток хлора. Выделился иод массой 5,6 г. Определите выход продукта реакции. (88,2%.)

4.К раствору, содержащему хлорид кальция массой 4,5 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88%. (3,41 г.)

5.Вычислите, какой объем раствора с массовойдолей гидроксида калия 26% (р = 1,24 г/мл) необходим для реакции с алюминием, чтобы получить водород объемом 10,64 л, если выход водорода составляет 95%.
(41,35 мл.)

6.Определите количество вещества и объем (н. у.) хлора, который потребуется для получения хло-
рида железа (III) массой 150 г при выходе соли 92,3% (1,5 моль; 33,6 л.)

7.При пропускании смеси, состоящей из оксида серы (IV) объемом 5 л и кислорода объемом 15 л, через контактный аппарат объем изменился на 2 л. Определите выход продукта реакции. (80%.)

8.При термическом разложении метана количеством 14 моль получен ацетилен, объем которого при н. у. составил 120,96 л. Вычислите выход продукта. (77%.)

9.Вычислите массу ацетата натрия, затраченную на получение метана массой 80 г при выходе продукта 70%. (586 г.)

10.Определите массу уксусной кислоты, которая расходуется для синтеза этилацетата, если полученная масса эфира 70,4 г составляет 80% от теоретического. (60 г.)

11.Рассчитайте массу тетрахлорида углерода, который можно получить при хлорировании метана объемом 11,2л молекулярным хлором, объем которого равен 56 л (н. у.). Выход продукта составляет 70%. (53,9 г.)

12.При каталитическом гидрировании формальдегида получили метиловый спирт, при взаимодействии которого с металлическим натрием образовался водород объемом 8,96 л (н. у.). Выход продукта на каждой стадии синтеза составил 80%. Определите исходную массу формальдегида. (37,5 г.)

13.При конверсии равных объемов оксида углерода (IV) и метана объем смеси увеличился в 1,8 раза. Определите степень конверсии. (90%.)

Урок 13.

Тема: вычисление продукта реакции, полученного из вещества, содержащего массовую долю (%) примесей

Цель:

1. Закрепление знаний на вычисление массы или объема продукта реакции по известной массе или объему исходного вещества , содержащего определенную массовую долю примесей

2. Формирование навыков по решению задач на нахождение продукта реакции, полученного из вещества , содержащего массовую долю (%) примесей

3. Использование полученных знаний в промышленности и в практике сельского хозяйства

1.Организационный момент.

2.Мотивация. Алгоритм решение задач.

Записать краткое условие задачи.
Записать уравнение реакции.
Подчеркнуть формулы веществ, которыми будете вести расчеты.
Надписать над формулами веществ в уравнении реакции данные условия задачи.
Определить M_r, М, m, V_m, V веществ и подписать их под формулами веществ, с которыми будете вести расчеты.
Определить массу чистого вещества исходя из содержания в нем массовой доли (%) примесей.
Определить объем (или массу) искомого вещества.
Записать ответ задачи.

Задача 1

Какой объем оксида углерода(1У) (н.у.) получается при разложении известняка массой 500 кг, содержащего 2% примесей?

Для решения задачи записываем уравнение реакции. При выполнении алгоритма (надписать над формулами веществ в уравнении реакции данные условия задачи) следует помнить, что, нельзя надписывать в уравнении реакции над карбонатом кальция 500 кг, так как 500 кг - это масса известняка с примесями, а не чистого карбоната кальция. Поэтому, прежде чем вести расчеты по определению объема оксида углерода(IV) по уравнению реакции, следует определить массу разложившегося карбоната кальция: ,

т (известняк)=500кг 490 кг х м³

ω (примесей)=2% СаСО_х= СаО + С0₂

100 кг 22,4 м³

V(C0₂) - ?

Еще раз напомним рассуждения при определении массы и объема соответствующего количества вещества, участвующих в реакции веществ

М_г(СаС0₃) = 100, М(СаС0₃) = 100 кг/моль,

m 1 моль (CaCO₃) = 100 кг.

V_m(С0₂)= 22,4 м³/моль

V 1 моль (С0₂) = 22,4 м³/моль • 1 моль = 22,4 м³.

Определяем массу СаС0₃ в образце известняка, если его со 98%:

ω (СаС0₃) = 100% - 2% = 98%; 500 кг

500кг

m(СаС0₃) = • 98% = 490 кг.

100%

Определяем объем образовавшегося оксида углерода (IV):

100 кг СаС0₃ образует 22,4 м³ С0₂,

490 кг СаС0₃ образует х м³ С0₂, х = 109,76 м³.

Или можно: m (СаС0₃) = 490 кг, v(CaC0₃) = m /М = 4,9 моль.

v(C0₂) = v(CaC0₃) = 4,9 моль.

V(C0₂) = v • V_m = 4,9 моль • 22,4 м³/моль = 109,76 м³,

m V V_m• m

и

ли: v= = , V =

М V_m М

22,4 м³/моль • 490 кг,

V

(C0₂) = = 109,76 м³.

100 кг/моль

Ответ: V(C0₂)= 109,76 м³.

Задачи для самостоятельной работы

1. Определить массу образовавшейся соли при обработке HCI
500 кг известняка, содержащего 2% примесей.
490 кг х кг

СаСО₃+ 2НС1 = CaCI₂+ СО₂ + Н₂0.
100 кг 111 кг

1) m СаС0₃ 2) 100 кг СаСО_э образует 111 кг СаС1₂,

490 кг СаС0₃ образует х кг СаС1,

500 кг 490 кг • 111 кг

• 98%-490 кг. х= =543,9 кг.

100% 100 кг

2. Необходимо получить 34 г аммиака. Определить объемы азота и водорода (н.у.), необходимые для этого, если выход аммиака составляет 50% от теоретического выхода.

Теоретический выход аммиака равен:

34 г 68 г

• 100% = 68 г, или = 4 моль.

50% 17 г/моль

Записываем уравнение реакции:

х л х л 4 моль

2N₂ + ЗН₂ = 2NH₃.

2V 3V 2V

Согласно уравнению реакции:

ύ(N₂) = 4 моль, или V 89,6 л.

ύ(H₂) = 3 моль, или V 67,2 л.

3.РАСТВОРЫ

^ Урок 14 .Способы выражения состава растворов

Цель:

1.Дальнейшие формирование понятий: растворы, массовая доля растворенного вещества , моляльность раствора ,массовая концентрация, коэффициент растворимости

2.Уметь пользоваться выражениями « массовая концентрация», «молярная концентрация эквивалента», «моляльность» , «коэффициент растворимосити»

3. Практическое применение растворов

Ход урока

^ 1.Беседа о способах выражения состава растворов

В химии используют способы определения отношения массы, объема, количества вещества, компонента к остальной части системы (массы, объема, количества вещества) и получают массовое, объемное, мольное отношения ,при этом применяют правило «нахождения части от числа». Например, массовое отношение компонента в веществе - это отношение массы компонента, содержащегося в веществе, к массе остальной части вещества. При этом можно определить: массовое отношение летучих веществ к сухой части топлива, массовое отношение соли к воде и т.д. Применительно к растворам рассчитывают массовую, объемную, мольную доли растворенного вещества от массы, объема, количества вещества раствора.

При определении доли растворенного вещества применяется математическое правило «нахождения части от числа». Определяют, какую часть одна величина составляет от другой, в результате получаются относительные величины (обозначения одинаковых единиц, встречающихся в числителе и знаменателе отношений, подлежат сокращению), поэтому их единицами являются доли единиц или проценты.

Массовая доля растворенного вещества (ω) - это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Например, массовая доля хлорида натрия в растворе - 10%, или 0,1.

Мольная доля компонента (х) - это отношение количества вещества компонента, содержащегося в растворе, к общему количеству раствора.

Объемная доля компонента (ф) - это отношение объема компонента, содержащегося в веществе, к общему объему раствора.

При выражении же концентрации растворов необходимо ответить на вопросы: концентрация чего ? (компонента), концентрация в чем? (в растворе, в растворителе). Не следует говорить, например, о концентрации раствора кислоты, а нужно говорить о концентрации кислоты (концентрация серной кислоты, но не концентрация раствора серной кислоты).

В соответствии с действующим государственным стандартом России используются следующие способы выражения концентрации раствора. Массовая концентрация растворенного вещества С(т) - это отношение массы растворенного вещества, содержащегося в растворе, к общему объему раствора. Единицей СИ массовой концентрации является кг/м³, возможен г/л. С_т(х) = т(х)/v.

Моляльность раствора Ь(х) есть отношение количества вещества v(x) растворенного компонента (х) к массе (т) растворителя:

b(x) = v(x) / т.

Единицей СИ моляльности является моль/кг, возможно моль/г. Например, в водном растворе серной кислоты b(H₂S0₄/H₂0) будет 0,1 моль/кг, не следует применять запись: «0,1 моляльная серная кислота». Если, например, нафталин растворен в бензоле, то тогда записываем Ь(нафталин/бензол) =0,02 моль/кг и т.д.

Молярная концентрация (или концентрация количества вещества С(х) - это отношение количества вещества v(x), содержащегося в растворе, к объему раствора V, то есть

v(x) v(x) m

С

(х) = , или С (х) =

V V М(х) • V

Единицей СИ молярной концентрации является моль/м³, обычно в химии применяют моль/л.

В некоторых реакциях принимает участие не целая частица, а часть ее, называемая эквивалентом.

Эквивалент - это условная частица, которая равноценна по действию одному иону водорода в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Молярная концентрация эквивалента С(э), или нормальная концентрация, есть отношение количества вещества эквивалента у(э) к объему раствора V, то есть

v (э) v (э) m

С

(э) = , или С(э) = =

V V М(э) • V

Единицей СИ молярной концентрации эквивалента является моль /м , обычно в химии применяют моль/л.

В химической практике используют термин «растворимый», не имеющий количественного смысла, и «растворимость». Растворимость вещества может изменяться в широких пределах в зависимости от условий.

В результате растворения веществ в определенном объеме растворителя достигается концентрация, соответствующая растворимости этого вещества. Даже наиболее растворимое вещество имеет верхний предел растворимости, а наименее растворимое вещество все же обладает некоторой растворимостью.

Для характеристики предела растворимости вещества используется растворимость, или коэффициент растворимости, что означает отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при данной температуре, к объему растворителя

m(х)

С_р (х) =

V (р-ля)

Единицей измерения коэффициента растворимости является г/л. Например, коэффициент растворимости хлорида аммония при 15°С 350 г/л, это означает, что при 15°С максимально может раствориться 350 г хлорида аммония в 1 л воды.

Таким образом, для обозначения соотношения растворенного

вещества и раствора используются размерные и безразмерные величины.

Размерные величины:

массовая концентрация (кг/м³, г/л);

молярная концентрация (моль/м , моль/л);

молярная концентрация эквивалента (моль/м , моль/л);

моляльность (моль/кг, моль/г);

коэффициент растворимости (г/л).

Безразмерные величины:

массовая доля, объемная доля, мольная доля.

Урок 15.

Тема :Вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе.

Цель:

1. Формирование знаний на вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе

2. Совршенствование решения данного типа задач разными способами

3. Учить оформлять задачи

Ход урока:

1.Организацонный.

2.Мотивация.

Решение задач разными способами

Задача 1.

Определить массу хлорида натрия и объем воды, необходимые для приготовления 500 г раствора с массовой долей 8%.

Рассчитываем массу хлорида натрия.

Из определения массовой доли растворенного вещества следует:

в 100 г раствора с ω NaCl 8% растворяется 8 г NaCl,

в 500 г раствора с ω NaCl 8% растворяется х г NaCl,

500 г • 8 г

х

= = 40 г.

100 г

Определяем массу воды: 500 г - 40 г = 460 г. Определяем объем воды:

V = m / р

460 г

V

(H,0) = = 460 мл.

1 г/мл

Ответ: m (NaCl) 40 г; V(H₂0) 460 мл.

Задача 2

m

₁(р-ра) = 20г

ω ₁,(р. в.) =37% m₂(р-ра) = 100г

г ω ₂ (р. в.) = 2%
Определить массовую долю хлороводорода в растворе, полученном при сливании растворов массой 20 г с массовой долей 37% и массой 100 г с массовой долей 2%.

ω ₃%(р. в.) - ?
Р

ешение подобных задач проводят методом последовательных действий, можно использовать и правило смешения:

m₁ ω ₁ + m₂ ω ₂= (m₁ + m₂) • ω ,

где m₁, т₂- масса первого и второго растворов;

ω ₁ , ω ₂ -массовая доля первого и второго растворов; ω ₃ - массовая доля конечного раствора после смешивания.

20 г • 0,37+ 100 г• 0,02 9,4 г

ω (НС1) = = = 0,0782.

20 г+100 г 120 г

Ответ: массовая доля хлороводорода в полученном растворе

0,0782, или 7,82%.

Используя правило смешения, получим формулу:

m₁ ω ₁ + m₂ ω ₂= (m₁ + m₂) • ω ₃,

ее можно преобразовать:

m₁ ω ₁ + m₂ ω ₂= m₁ ω ₃ + m₂ ω ₃ ,

m₁ ω _1- m₁ ω ₃ = m₂ ω ₃ - m₂ ω ₂ ,

m₁( ω ₁- ω ₃ ) = m₂(ω ₃ - ω ₂ ),

m₁ω₃- ω ₂ отсюда ω₂ = =

m₂ω ₁- ω ₃

Значит, отношение массы первого раствора к массе второго равно отношению разности между массовыми долями конечного и второго растворов и первого и конечного растворов. Подставляем данные условия задачи в полученную формулу:

100 37-со₃' отсюда найдем 740 - 20 со₃ = 100 со₃ - 200, 120 со₃ = 940, со₃ = 7,8.

Ответ: в полученном растворе со(НС1) 7,8%.
Отношение т, со₃-со₂

т₂ со, -со₃

можно применять и при расчетах, когда известны объемы и плотности растворов, и в случаях, когда рассматривается любая двух-компонентная система. Тогда рассуждения строятся следующим образом: массы составных частей двухкомпонентной смеси обратно пропорциональны разностям долей смеси и отдельных компонентов.

Задача 5

В

каких массовых отношениях нужно взять раствор с массовой долей 40% и воду для приготовления раствора с массовой долей гидроксида натрия 10%.

co,(NaOH) = 40%

c

o₂(NaOH)= 10%

m.(p-pa): m(H₂0)-?
Знакомство с ускоренными, упрощенными приемами

расчета имеет практическое значение. На данном примере покажем использование диагональной схемы при решении задач подобного типа. Для приготовления раствора с заданной массовой долей растворенного вещества из двух исходных их массовые количества должны быть взяты обратно пропорционально числам, показывающим избыток массовой доли первого и недостаток массовой доли второго вещества, сравнительно с требуемой массовой долей полученного раствора:

I 40 _х/-> 10 м.д. (10-0=10)

10

II 0 ¹ ^Х-> 30 м.д. (40-10 = 30)
I : 11= 10 : 30 = 1 : 3.

Ответ: т,(р-ра) : т(Н₂0) = 1:3.

^ Обратная задача

Определить массы 37% и 2% растворов НС1, при смешивании которых образуется 120 г раствора со 7,8%.

Обозначим m раствора с со 0,02 за х, тогда масса второго раствора 120 - х. Учитывая, что сумма масс НС1 в растворах, которые смешиваются, равна массе НС1 в образовавшемся растворе, составляем уравнение:

0,02х + (120 - х) • 0,37 = 120х = 0,078,

х = m (2%) = 100 г; т(37%) = 20 г.

Ответ: т(2%) 100 г; т(37%) 20 г.

Закрепление. Решение задач.

1.Оксид бария массой 382,5 г растворили в воде массой 400 г. Вычислите массовую долю гидроксида бария в образовавшемся растворе. (54,63%.)

2.Для полного растворения оксида меди (II) количеством вещества 0,05 моль использован раствор серной кислоты массой 300 г. Определите массовую долю сульфата меди (II) в полученном растворе. (2,63%.)

3.Определите, в каком объеме воды нужно растворить 6,02 • 10²⁴ молекул оксида серы (VI), чтобы получить раствор с массовой долей серной кислоты 10%. (9 л.)

4.Определите объем аммиака, который необходимо растворить в воде объемом 249 мл для получения раствора с массовой долей гидроксида аммония 35%. (67,2 л.)

5.В воде объемом 500 мл растворили металлический барий массой 82,2 г. Определите массовую долю гидроксида бария в растворе. (66%.)

6.Алюминий массой 5,4 г растворили в растворе соляной кислоты объемом 332 мл (ρ = 1,1 г/мл). Определите массовую долю образовавшейся соли в растворе. (7,22%.)

7.Для полного осаждения ионов железа (III) в виде Fe(OH)3 из раствора массой 50 г с массовой долей хлорида железа (III) 13% необходим раствор гидроксида натрия массой 10,28 г. Определите массовую долю хлорида натрия в растворе. (12,54%.)

8. Для полного осаждения ионов меди (И) в виде CuS из раствора массой 200 г с массовой долей сульфата меди (II) 16% необходим раствор сульфида натрия массой 50 г. Определите массовую долю сульфата натрия в растворе. (12,3%.)

9. Вычислите массу раствора с массовой долей серной кислоты 61,25%, в котором нужно растворить оксид серы (VI) массой 40 г, чтобы получить раствор с массовой долей серной кислоты 73,5%. (160 г.)

Урок 16.

1 2 3 4 5 6 7

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка:

Разместите кнопку на своём сайте или блоге:

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации