Три сосуда заполнены водородом хлороводородом и сероводородом

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Сегодняшняя моя статья посвящена задачам на атомистику. Что это такое?Ниже приведены разные точки зрения на этот термин:

Задачи на атомистику –

это задачи на соотношения частиц (атомов, молекул, ионов и т.д.) в гомогенных и гетерогенных системах (растворах, твердых и газообразных смесях). Это могут быть массовые соотношения (например, массовая доля элемента в смеси), мольные соотношения (например, соотношение числа атомов водорода и кислорода или мольная доля), объемные соотношения (объемная доля и др.)(https://zen.yandex.ru/media/id/5c254b1f7a90a300abfc3cca/zadachi-na-atomistiku-novinka-ege2020-po-himii-5eb7ce977d06cd0603043768);

это задачи на массовую долю элемента в соединении и в смеси https://zen.yandex.ua/media/id/5b5237690fd17e00a8a96f05/novost-ege-po-himii-2020-zadachi-na-atomistiku-5ec810d20676e475b220b367);

это задачи на атомное, ионное, молекулярное, мольное соотношения (https://vk.com/wall86635387_5551).

Все перечисленные формулировки означают, в сущности, одно и то же – “пресловутая” атомистика – просто напросто один из способов выражения концентрации смеси. До этого в задачах встречались, преимущественно, массовые концентрации. Сейчас, на последнем вебинаре ФИПИ, была обозначена потенциальная возможность использования в задачах соотношения атомов в смесях для идентификации их (смесей ) составов.

Задач на “атомистику” можно найти очень много, как в авторитетных задачниках, проверенных временем (Попков с воат, Кузьменко с соавт), так и в интернете. Азы решения подобных задач прекрасно, на мой взгляд, изложены в источнике: https://zen.yandex.ru/media/id/5c254b1f7a90a300abfc3cca/zadachi-na-atomistiku-novinka-ege2020-po-himii-5eb7ce977d06cd0603043768).

В данной статье я покажу решение двух более сложных задач, в которых мольные соотношения атомов выполняют свое прямое предназначение – задают состав смеси компонентов на одной из стадий химического процесса.

Первая задача – из раздела “Нахождение характеристик смеси по соотношению частиц” (https://stepenin.ru/tasks/task34/test715/1).

Смесь хлороводорода и сероводорода объемом 2,24 л (при н.у.), в которой число атомов водорода составляется 8/13 от общего числа атомов, полностью поглотили 340 г 15%-го раствора нитрата серебра. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Решение:

1.Цель действия – определить количественные характеристики газовой смеси : количества HCl и H2S, массу смеси.

а)n смеси = 2,24/22,4=0, 1 моль.

Найдем число атомов каждого вида в смеси:

пусть n(HCl)=x моль, тогда n1(H)= n(HCl) =x; n(Cl)= n(HCl) =x;

n(H2S)=(0,1-x), тогда n2(H)= 2n(H2S) =2(0,1-x); n(S)= n( H2S ) = (0,1-x);

nобщ атомов = n1(H) + n(Cl) + n2(H) + n(S) =2х+3(0,1-х)=0,3-х

nобщ(H) = n1(H) + n2(H) =х+ 2(0,1-x) =0,2-х

Согласно условию: nобщ(H) / nобщ атомов =8/13

т.е. (0,2-х)/( 0,3-х )=8/13, откуда х=0,04 моль

т.е. n(HCl)=0,04 моль, n(H2S)= 0,1-0,04=0,06 моль

б) масса газовой смеси:

m смеси= 36,5*0,04+34*0,06=3,5 г

2. Цель действия – нахождение массовой долю соли в полученном растворе

а)HCl+AgNO3= AgCl+ HNO3 (реакция 1)

H2S+ 2AgNO3= Ag2S+ 2HNO3 (реакция 2)

б) nисх(AgNO3)=340*0,15/170=0,3моль, нитрат серебра – в избытке.

nпрореаг(AgNO3)= n(HCl) + 2n(H2S) =0,04+0,12=0,16 моль,

nост(AgNO3)= nисх(AgNO3) – nпрореаг(AgNO3) = 0,3-0,16=0,14 моль

m ост(AgNO3) =0,14*170=23,8 г

в)m получ. раствора= m смеси газов+340-m AgCl -m Ag2S =

= 3,5+340-0,04*143,5-0,06*248=322,88 г

г) W( AgNO3) = m ост(AgNO3) / m получ. раствора =23,8/322,88=0,0737=7,37%

Ответ: W( AgNO3) =7,37% .

Задача 2. (https://scienceforyou.ru/tematicheskie-zadanija-dlja-podgotovki-k-egje/zadachi-na-sootnosheniya-atomnye-ionnye-i-molnye-i-chislo-avogadro)

Особенность этой задачи в том, что автор взял задачу реального ЕГЭ -2018: “Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 500 г 16%-ного раствора сульфата меди(II). После того как на аноде выделилось 1,12 л (н.у.) газа, процесс остановили. Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. Вычислите массу 20%-ного раствора гидроксида натрия, который нужно добавить к отобранной порции раствора до полного осаждения ионов меди”. Затем задача была модифицирована так, что вместо объема газа было задано соотношение различных катионов.

Решение.

1..Цель действия – определить количественные характеристики раствора после электролиза : количества CuSO4 и H2SO4, массу полученного раствора

а)уравнение электролиза:

2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4

n исх CuSO4 =500*0,16/160= 0,5 моль

б) в растворе: H2O, CuSO4 непрореаг , H2SO4 образ

n(H+)=2 n (H2SO4 образ)

n(Cu2+)=n (CuSO4 непрореаг)

пусть n (CuSO4 непрореаг) = х моль, тогда n (H2SO4 образ) = (0,5-х)моль

n(Cu2+) =х, n(H+) =2(0,5-х)

согласно условию: n(H+) / n(Cu2+) =0,5, т.е.:

2(0,5-х) /х=0,5, откуда х=0,4моль. n(Cu2+) =0,4моль , n(H+) =0,2 моль

Таким образом, в растворе находится 0, 4 моль непрореагировавшего CuSO4 и 0, 1 моль образовавшейся H2SO4 . В реакцию вступило

(0,5-0, 4)=0, 1 моль соли.

Масса полученного раствора = 500 – m (Cu) – m (O2)=500-0,1*64-0,05*32=492 г

2. Цель – найти характеристики отобранной порции (98,4 г раствора):

n CuSO4 =0,4*98,4/492=0,08 моль

n H2SO4 = 0,1*98,4/492=0,02 моль

3. Находим массу необходимого раствора щелочи:

а) H2SO4+2 NaOH= Na2SO4+2 H2O (реакция 3)

CuSO4+2 NaOH= Na2SO4+Cu(OH)2 (реакция 4)

б) n 3 (NaOH)= 2n H2SO4 =0,04 моль

n 4 (NaOH)= 2n СuSO4 =0,16 моль

n сумм (NaOH) = 0,04+0,16=0,2 моль

m (NaOH) =0,2*40=8 г

m 20% -ного раствора= 8/0,2=40 г

Ответ : 40 г

Всего доброго!

Источник

Команда “Газы!” была объявлена еще две недели назад. И что?! Легкие задачи порешали и расслабились?! Или вы думаете, что задачи на газы касаются только 28-х заданий ЕГЭ?! Как бы не так! Если газов пока еще не было в 34-х заданиях, это ничего не значит! Задач на электролиз тоже не было в ЕГЭ до 2018 года. А потом как врезали, мама не горюй! Обязательно прочитайте мою статью “Тайны задач по химии? Тяжело в учении – легко в бою!”. В этой статье очень подробно рассказывается о новых фишках на электролиз. Статья вызвала шквал самых разных эмоций у преподавателей химии. До сих пор мне и пишут, и звонят, и благодарят, и бьются в конвульсиях. Просто цирк с конями, в котором я – зритель в первом ряду.

Однако, вернемся к нашим баранам, вернее, Газам. Я прошла через огонь и воду вступительных экзаменов и знаю точно – хочешь завалить абитуриента, дай ему задачу на Газы. Почитайте на досуге сборник задач И.Ю. Белавина. Я процитирую одну такую “мозгобойню”, чтобы вам жизнь медом не казалась. Попробуйте решить.

И.Ю. Белавин, 2005, задача 229

“Два из трех газов (сероводород, водород и кислород) смешали и получили газовую смесь, плотность которой оказалась равной плотности оставшегося газа. Полученную газовую смесь вместе с равным ей объемом третьего газа под давлением поместили в замкнутый сосуд емкостью 4 л, содержавший азот при н.у. и нагревали при 600 С до окончания химических реакций, затем постепенно охладили. Определите массы веществ, содержавшихся в сосуде после охлаждения, если плотность газовой смеси в сосуде перед нагреванием равнялась 9,25г/л. (Ответ: m(S) = 7,5 г, m(SO2) = 15 г, m(Н2О) = 9 г)”

Ну как, решили? Нет?! А ваши репетиторы?! Извините, это был риторический вопрос. Кстати, мои ученики, абитуриенты 2003-2008 гг. такие задачи щелкали, как семечки, на экзаменах во 2-й медицинский (теперь РНИМУ им. Н.И. Пирогова). Надеюсь, вам понятно, что 34-м задачам ЕГЭ еще есть куда усложняться, perfectio interminatus est (нет предела совершенству), с газами нужно работать, работать и работать. Поэтому команду “Газы!” отменять рано. Итак, поехали!

Сегодня мы поговорим о газовых смесях, затронем понятие плотности газа (абсолютной и относительной), средней молярной массы, решим задачи: определение средней молярной массы и плотности газа по компонентам смеси и наоборот.

• Газовая смесь – смесь отдельных газов НЕ вступающих между собой в химические реакции. К смесям газов относятся: воздух (состоит из азота, кислорода, углекислого газа, водяного пара и др.), природный газ (смесь предельных и непредельных углеводородов, оксида углерода, водорода, сероводорода, азота, кислорода, углекислого газа и др.), дымовые газы (содержат азот, углекислый газ, пары воды, сернистый газ и др.) и др.

• Объемная доля – отношение объема данного газа к общему объему смеси, показывает, какую часть общего объема смеси занимает данный газ, измеряется в долях единицы или в процентах.

• Мольная доля – отношение количества вещества данного газа к общему количеству вещества смеси газов, измеряется в долях единицы или в процентах.

• Плотность газа (абсолютная) – определяется как отношение массы газа к его объему, единица измерения (г/л). Физический смысл абсолютной плотности газа – масса 1 л, поэтому молярный объем газа (22,4 л при н.у. t° = 0°C, P = 1 атм) имеет массу, численно равную молярной массе.

• Относительная плотность газа (плотность одного газа по другому) – это отношение молярной массы данного газа к молярной массе того газа, по которому она находится

• Средняя молярная масса газа – рассчитывается на основе молярных масс составляющих эту смесь газов и их объемных долей

Настоятельно рекомендую запомнить среднюю молярную массу воздуха Мср(в) = 29 г/моль, в заданиях ЕГЭ часто встречается.

Обязательно посетите страницу моего сайта “Изучаем Х-ОбХ-04. Закон Авогадро. Следствия из закона Авогадро. Нормальные условия. Молярный объем газа. Абсолютная и относительная плотность газа. Закон объемных отношений”и сделайте конспекты по теории. Затем возьмите бумагу и ручку и решайте задачи вместе со мной.

ВАНГУЮ: чует мое сердце, что ЕГЭ по химии 2019 года устроит нам газовую атаку, а противогазы не выдаст!

Задача 1

Определить плотность по азоту газовой смеси, состоящей из 30% кислорода, 20% азота и 50% углекислого газа.

Задача 2

Вычислите плотность по водороду газовой смеси, содержащей 0,4 моль СО2, 0,2 моль азота и 1,4 моль кислорода.

Задача 3

5 л смеси азота и водорода имеют относительную плотность по водороду 12. Определить объем каждого газа в смеси.

Несколько задач со страницы моего сайта

Задача 4

Плотность по водороду пропан-бутановой смеси равна 23,5. Определите объемные доли пропана и бутана

Задача 5

Газообразный алкан объемом 8 л (н.у.) имеет массу 14,28 г. Чему равна его плотность по воздуху

Задача 6

Плотность паров альдегида по метану равна 2,75. Определите альдегид

Ну как? Пошло дело? Если туго, вернитесь к задачам и решайте их самостоятельно до тех пор, пока не щелкнет! А для стимуляции – десерт в виде еще одной задачи И.Ю. Белавина на газы. Наслаждайтесь ее решением самостоятельно!

И.Ю. Белавин, 2005, задача 202

“Сосуд емкостью 5,6 л при н.у. заполнили метаном, затем нагрели до высокой температуры, в результате чего произошло частичное разложение метана. Определите массу образовавшейся сажи, если известно, что после приведения к нормальным условиям объем полученной газовой смеси оказался в 1,6 раза больше объема исходного метана, эта газовая смесь обесцвечивает бромную воду и имеет плотность по воздуху 0,2931. (Ответ: m(C) = 0,6 г)”

Задачи И.Ю. Белавина – это крутой драйв! Попробуйте порешать, и вы откажетесь от просмотра любых ужастиков, поскольку запасетесь адреналином надолго! Но нам нужно спуститься на землю к ЕГЭ, простому и надежному, как первый советский трактор. Кстати, у меня в коллекции припасено немало сюрпризов с газовыми фишками, собранными за все годы работы и бережно хранимыми. Думаю, пришло время сказать им: “И снова здравствуйте!”, поскольку ЕГЭ с каждым годом становится “все чудесатее и чудесатее”. Но это уже совсем другая история. Читайте мои статьи – и вы подстелите соломку под свою ЕГЭшную попу.

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии https://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Позвоните мне +7(903)186-74-55, приходите ко мне на курс, на бесплатные Мастер-классы “Решение задач по химии”. Я с удовольствием вам помогу.

Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова

Источник

Всероссийская олимпиада школьников по химии

(муниципальный этап 2018/2019 уч. г.)

Задания 8 класс

Задача 1.

Главная роль элемента «А» в организме определяется тем, что оно отвечает за уровень гемоглобина в крови, а также входит в состав сотни ферментов, тем самым выполняя множество важных функций. Дефицит этого элемента в организме может привести к развитию серьезных заболеваний. Если ощущаете хроническую усталость, кожные покровы бледные, есть апатия и сонливость, появились судороги, обязательно проверьте уровень гемоглобина.

В 100 г яблок содержится 2,8 мг элемента «А».

О каком элементе идет речь?
Рассчитайте число атомов этого элемента в яблоке массой 200 г.
Сколько яблок массой 200 г надо съесть человеку, чтобы в организм попало 3,01 · 1020 атомов этого элемента?

Задача 2.

В лаборатории имеются образцы различных металлов. Данные об этих металлах приведены в таблице.

Вещество	Число частиц N	Масса m, г	Молярная масса М г/моль	Количество вещества n, моль	Плотность ρ, г/см3	Объем V, cм3
?	37,7 · 1023	?	?	?	7,9	44,24
?	?	192	?	3	9	?
?	3,01· 1023	?	?	?	2,7	5

Определите какие это металлы.
Расположите, образцы этих металлов, по возрастанию числа атомов в них, если предположить, что они взяты одинаковым объемом.

Задача 3.

Говоря на химическом языке, химик должен правильно употреблять и специальные химические понятия. Постарайтесь восстановить абзац текста, вставив вместо каждого пробела одно из предложенных понятий (слово можно изменять, вставляя в нужном падеже и числе). Некоторые слова пригодятся несколько раз, другие, возможно, не потребуются ни разу. Напишите в ответе полученный текст, подчеркните вставленные слова.

Морская вода это…(1) веществ: хлорид магния, хлорид натрия, хлорид калия и другие. Каждое из этих веществ имеет …(2) строение, которые в свою очередь состоят из …(3) разных химических …(4). Так, в составе этих веществ присутствуют …(5) хлора. Также в морской воде есть …(6) – вещество, необходимое для дыхания рыб. Его …(7) состоит из двух …(8). В воздухе этого …(9) содержится 21% по объему. Человеку и животным для дыхания необходим …(10)

Список понятий: вещество, немолекулярное, смесь, ион, простое, атом, молекула, элемент, сложное, чистое, грязное, азот, кислород.

Задача 4.

Определите простое вещество «А» в уравнениях реакций, проставьте коэффициенты.

1) А + О2 = ZnO 2) A + S = ZnS 3) A + HBr = ZnBr2 + H2

4) A + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 5) A + NaOH + H2O = Na2 [Zn(OH)4] + H2

Задача 5

Соедините линиями различные названия одного вещества.

Мрамор		А. Оксид азота (IV)
Пищевая сода		Б. Оксид водорода
Кальцинированная сода		В. Оксид углерода (IV) тв.
Песок		Г. Карбонат натрия
Бурый газ		Д. Гидрокарбонат натрия
Вода		Е. Оксид кремния (IV)
Алмаз		Ж. Оксид алюминия
Глинозем		З. Пероксид водорода
Пергидроль		И. Углерод
Сухой лед		К. Карбонат кальция

1.Запишите: номера и буквы соответствующих названий;

2. Выпишите: названия оксидов и составьте их формулы

Всероссийская олимпиада школьников по химии

(муниципальный этап 2018/2019 уч. г.)

Задания 9 класс

Задание 1

Определите методом электронного баланса коэффициенты в уравнении окислительно – восстановительной реакции. Укажите окислитель и востановитель.

КI + H2SO4(конц) = I2 + S + K2SO4 + H2O

Задание 2

При действии на твердое вещество А соляной кислотой образуется газ Б со специфическим запахом. На воздухе он сгорает образованием нового бесцветного газа В с резким запахом. Если через раствор последнего пропустить газ Б, выпадает осадок простого вещества Г желтого цвета. Последнее может быть получено при неполном сгорании вещества Б. При нагревании смеси вещества Г с порошком двухвалентного металла (в оксиде которого массовая доля кислорода равна 19,75%) образуется исходное вещество А. Определите вещество А. Составьте уравнения всех описанных реакций.

Задача 3

Рассчитайте объем и радиус атома натрия, исходя из предположения, что атомы имеют форму шара. Плотность натрия равна 0,968 г/см3. Объем шаров составляет 72,72% от общего объема.

Задача 4

В четырех склянках без этикеток находятся растворы следующих солей: нитрат бария, нитрат свинца, иодид калия, карбонат натрия. Используя реактивы: гидроксид натрия, серную кислоту, нитрат серебра, определите какое вещество находится в той или иной склянке.

1. Составьте уравнения всех реакций.

2. Укажите признаки каждой реакции.

Задача 5.

Составьте уравнения реакций по схемам.

Назовите вещества А, В. С и Д если известно, что вещество А входит в состав воздух (массовая доля 78%)

А + О2 = В

В + О2 = С

С + Н2О = В + Д

Д + Сu = В + …

С + Сu = В + ….

Всероссийская олимпиада школьников по химии

(муниципальный этап 2018/2019 уч. г)

Задания 10 класс

Задание 1

Химический элемент состоит из двух изотопов, находящихся в атомном

отношении 16:9. Ядро первого изотопа содержит 38 нейтронов и 31 протон. Ядро второго изотопа содержит на 2 нейтрона больше. Назовите элемент и вычислите его среднюю относительную атомную массу.

(5 баллов)

Задание 2

Напишите уравнения протекающих реакций, соответствующих следующей последовательности превращений (вещества А и С – гомологи).

3 2 1 4 5 6

С2H7NO2 B A CxHy CH3Br C C3H6O

Укажите структурные формулы веществ и условия протекания

реакций (12 баллов)

Задание 3

При добавлении к 1 л бутана (200С, 1 атм) неизвестного газа объем газовой смеси увеличился в 3 раза, а ее плотность составила 1,276 г/л. Определите неизвестный газ. Как изменится плотность газовой смеси при добавлении к ней 2 л хлороводорода.

(8 баллов)

Задание 4

Смесь калия и алюминия массой 15,87 г залили 25 мл воды. В исходной смеси количество калия превышает количество алюминия в 40 раза. Рассчитайте массовые доли металлов в исходной смеси и объем газа (н.у.), который выделится после полного протекания реакций. Какой объем 0,6 М раствора соляной кислоты потребуется добавить к полученному раствору, чтобы масса выпавшего осадка максимальной. Рассчитайте массу осадка.

(10 баллов)

Задание 5

Углеводород «А», подвергаясь одновременному дегидрированию и

циклизации, превращается в соединение «Б», которое способно при нитровании образовывать взрывчатое вещество «В». При окислении вещества «Б» образуется карбоновая кислота «Г», входящая в состав сока брусники и обладающая консервирующими свойствами. Дайте названия и составьте структурные формулы всех веществ. Составьте уравнения соответствующих реакций.

Всероссийская олимпиада школьников по химии

(муниципальный этап 2018/2019 уч. г)

Задания 11 класс

Задание 1

При частичном термическом разложении хлората калия в присутствии катализатора. в результате чего выделился кислород объемом 6,72 л (в пересчете на н. у.) и образовался твердый остаток. Этот остаток прореагировал с 30 %-ным раствором нитрата серебра. При этом образовалось 170 г раствора с массовой долей нитрата серебра 10 %. Определите массу исходного образца хлората калия. (10баллов)

Задание 2

Приведите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме (все известные вещества содержат хлор). Расшифруйте неизвестные вещества, укажите условия протекания реакций.

H2SO4(20%) Fe t0 Na2S H2O

HCl Cl2 CaOCl2 X1 X2 X3 NaClO3

(12 баллов)

Задание 3

Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при разложении перманганата калия, если в результате реакции образовалось 64 г кислорода. Теплоты образования КMnO4, K2MnO4 и MnO2 равны 829, 1184, 521 кДж/моль соответственно. (5 баллов)

Задание 4

Металл массой 19,5 г растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом кислота восстановилась до оксида азота (II) и было получено 250 мл 1,2 М раствора соли. Определите неизвестный металл и запишите уравнение вышеупомянутой реакции. Напишите уравнение реакции металла с концентрированной серной кислотой.

(8 баллов)

Задание 5

Вычислить концентрацию формиат – ионов в растворе, 1 л которого содержит 0,1 моль муравьиной кислоты и 0,01 моль хлороводородной кислоты, считая диссоциацию последней полной. Кд = 1,8 ·10−4

(15 баллов)

Источник