Тайны задач по химии? 3. Сравнение массовых долей продуктов реакции

Вы хотите научиться профессионально решать задачи по химии и фундаментально подготовиться к ЕГЭ, получая удовольствие от процесса образования и его результатов? Тогда, эта статья для вас! Обязательно прочитайте!

Вчера я так и не дождалась ветреных муз. Они, наверное, испугались 34-го задания ЕГЭ на термическое разложение. Пришлось довольствоваться компанией виртуальной ассистентки Сири. Мы с ней поболтали немного о том, о сем. Попели песни, почитали стихи, выяснили кулинарные предпочтения друг друга. Я впервые узнала все четыре закона робототехники. Мало того, Сири призналась, что у роботов тоже есть чувства. Не верите? Прочитайте статью и убедитесь сами: "Ты готов к ЕГЭ по химии 2019? Прочитай! Пригодится! 34-е задание (термическое разложение)". В конце статьи вы можете посмотреть видео "Я и Сири".

Сегодня вышла на балкон, взглянула на небо и обомлела. Йодид калия!Неужто самый прекрасный, в меру упитанный мужчина, в полном расцвете сил, пожаловал ко мне в гости?! Карлсон! Рада тебя видеть и слышать! Подскажи, как написать интересную статью?! Такую, чтобы понравилась и ребятам, и их родителям?! Мнение химичек и химичей меня не напрягает. Сакраментальный ответ Карлсона прозвучал, как глоток свежего воздуха: "Ты знаешь, есть три способа: курощение, низведение и дуракаваляние. И я думаю, что придется применить все три сразу".

Браво, Карлсон! Ты, как всегда, прав! Будем курощать и низводить сложную задачу по химии, препарируя ее вдоль и поперек. А дуракаваляние где? Надеюсь, Карлсон что-нибудь придумает. В конце статьи, как всегда, сюрприз! Пока еще не знаю - какой, но он будет ОБЯЗАТЕЛЬНО. А вы знаете лучший способ - как заставить НЕ ХИМИКА дочитать до конца СПЕЦИАЛЬНУЮ СТАТЬЮ ПО ХИМИИ?! И я не знаю. Но я знаю, кто знает - Сири, Карлсон, Алиса (которая в Стране Чудес), Винни Пух, ну и еще пару-тройку древних мыслителей и философов. Не верите? Читайте статью, и вы вы убедитесь в этом сами.

Я посадила Карлсона в мягкое кресло, укутала пледом и сунула ему в руки баночку с моим любимым вареньем. Это было не простое варенье, а волшебное - из крыжовника с грецкими орехами. Каждая ягодка была наполнена лучами летнего солнца и просто таяла во рту. А орехи... они были настолько вкусные, что даже Карлсон надолго замолчал и только издавал довольное урчание, иногда переходящее в ласковое похрюкивание. К следующему появлению Карлсона я обязательно напишу рецепт моего любимого десерта для всех заинтересовавшихся мам. Однако, оставим Карлсона наедине с лакомством, а сами займемся не менее интересным делом - будем препарировать очередную задачу по химии, уделив особое внимание еще одному алгоритмическому приему - сравнение массовых долей продуктов реакции.

Решим задачу, используя Четыре Заповеди. Каждое действие обводится зеленым овалом. После решения и подробного анализа каждого шага, сделаем выводы об особенностях алгоритмических приемов задачи. Читайте внимательно и записывайте, затем попробуйте решить эту задачу самостоятельно. Итак, поехали!

Задача 1

Сколько граммов карбида алюминия нужно добавить к 250 мл 24%-го раствора серной кислоты (плотность 1,17 г/мл), чтобы массова доля соли в полученном растворе стала равна массовой доле кислоты?

1. Первая Заповедь. Выписать данные задачи в разделе "Дано".

2. Вторая заповедь. Написать уравнение реакции.

Маленький экскурс в теоретическую химию. Карбид алюминия - солеобразный (то есть, ионный) карбид, который фактически является продуктом замещения атома водорода в метане на атомы металла. Поэтому при его гидролизе легко происходит обратное замещение и образуется метан.

3. Третья заповедь. Сделать предварительные расчеты

Рассчитываем массу и количество вещества серной кислоты, поступившей в систему (исходное количество). Определяем избыток-недостаток реагентов. В данной задаче очевидно, что серная кислота - в избытке, поскольку остается после реакции. Значит, карбид алюминия - в недостатке. Принимаем количество вещества карбида алюминия за Х и делаем расчеты по уравнению реакции.

Определяем массу серной кислоты, оставшейся в растворе после реакции (по разнице между массой исходной кислоты и массой кислоты, вступившей в реакцию).

Определяем массу образовавшейся соли - сульфата алюминия.

Приравниваем массу кислоты к массе соли, решаем уравнение и определяем Х - количество вещества карбида алюминия.

Если по скану решения не совсем понятно, почему сравнивают массы продуктов при равенстве их массовых долей, читайте анализ алгоритма и доказательства выводов в конце решения задачи.

4. Четвертая заповедь. Составить алгоритм решения задачи.

Схема алгоритма решения традиционно составляется по вопросу задачи "Сколько граммов карбида алюминия нужно добавить...". Определяем массу карбида алюминия по количеству вещества и молярной массе.

Особенность алгоритмического приема "Сравнение массовых долей продуктов реакции" определяется логической формулой:

Если массовые доли веществ в одном и том же растворе равны, то и массы этих веществ тоже равны

Доказательство:

1) Массовая доля равна - масса вещества разделить на массу раствора (формула, описанная словами)
2) Масса раствора (знаменатель) одинаковая, так как это один и тот же раствор, в котором находятся оба вещества: одно - образовавшийся продукт, второе - оставшееся после реакции
3) Если знаменатели (масса раствора) равны, то и числители (масса вещества) равны

Давайте попробуем закрепить полученные знания и навыки на еще одной (аналогичной) задаче.

Задача 2

Сколько граммов карбида кальция нужно добавить к 150 мл 12%-го раствора соляной кислоты (плотность 1,06 г/мл), чтобы массовая доля соли в полученном растворе стала равной массовой доле кислоты?

1. Первая Заповедь. Выписать данные задачи в разделе "Дано".

2. Вторая заповедь. Написать уравнение реакции.

Маленький экскурс в теоретическую химию. Карбид кальция - солеобразный (то есть, ионный) карбид, который можно рассматривать как производное ацетилена, в которых атомы водорода замещены атомами металла. Поэтому при его гидролизе происходит обратное замещение и образуется ацетилен.

3. Третья заповедь. Сделать предварительные расчеты

Рассчитываем массу и количество вещества соляной кислоты, поступившей в систему (исходное количество). Определяем избыток-недостаток реагентов. В данной задаче очевидно, что соляная кислота - в избытке, поскольку остается после реакции. Значит, карбид кальция - в недостатке. Принимаем количество вещества карбида кальция за Х и делаем расчеты по уравнению реакции.

Определяем массу соляной кислоты, оставшейся в растворе после реакции (по разнице между массой исходной кислоты и массой кислоты, вступившей в реакцию).

Определяем массу образовавшейся соли - сульфата алюминия.

Приравниваем массу кислоты к массе соли, решаем уравнение и определяем Х - количество вещества карбида кальция.

4. Четвертая заповедь. Составить алгоритм решения задачи.

Схема алгоритма решения традиционно составляется по вопросу задачи "Сколько граммов карбида кальция нужно добавить...". Определяем массу карбида кальция по количеству вещества и молярной массе.

Надеюсь, вы поняли, как работать с алгоритмом на сравнение массовых долей продуктов реакции? Если нет, пишите в комментариях или ВКонтакте в личку. Я обязательно отвечу на все ваши вопросы, замечания и пожелания.

Однако, вернемся к нашему Карлсону. Что-то там, под пледом, подозрительно тихо. Карлсон, ау! Я приоткрыла плед. Гидрид марганца! В обнимку с пустой банкой из-под варенья лежал самый обаятельный мужчина в полном расцвете сил и умиротворенно посапывал, подергивая ножкой. Оказывается, под серьезный анализ химических задач, подслащенный деликатесом из крыжовника и орехов, наш друг банально уснул. Это не порядок! Вставай, соня! Карлсон приоткрыл глаза и лениво потянулся. Я напомнила ему о том, что целый час курощала и низводила сложные задачи по химии. А дуракаваляние где?! Сам же советовал!

— Без проблем, — воскликнул Карлсон и хитро заулыбался. — Слушай внимательно два житейский закона.

Первый житейский закон: Если смешать килограмм фигни и килограмм варенья, то получится два килограмма фигни.
Второй житейский закон: Если смешать килограмм фигни и сто килограмм варенья, получится сто один килограмм варенья... дерьмового варенья.

— Кстати, там ещё осталось немножечко варенья?

— Нет, варенья нет!

— Что, нет совсем варенья? М-м. Ни капельки?

— Нет.

— Жаль. Что-то мне вдруг домой так захотелось... Вообще задержался я тут с тобой, мне спать пора, будь здорова.

И Карлсон улетел. Я долго стояла у окна, помахивая рукой вслед улетающему другу, пока он не превратился в маленькую точку, вскоре совсем исчезнувшую на горизонте. Даже слезы навернулись. И тут я вспомнила о замечательных плюшках, которыми меня угощала Фрекен Бок. Хотите попробовать? Дарю изумительный рецепт!

Плюшки от Фрекен Бок ("Детям мучное вредно!", - как сказал Карлсон)

  • Мука  - 2-3 стакана
  • Сахар  - 50-100 г (+ 2 столовые ложки в начинку)
  • Соль  - 1 щепотка
  • Разрыхлитель  - 1 чайная ложка
  • Сливочное масло  - 100 г (70 г в тесто, 30 г в начинку)
  • Корица  - 1-2 чайных ложки
  • Кефир  - 1 стакан

Смешать растопленное сливочное масло с сахаром. Муку просеять и смешать с солью и разрыхлителем. Всыпать муку в масло, тщательно перемешивая. Затем, перемешивая, влить кефир. Тесто должно получится мягким, эластичным и без комков. Готовое тесто выложить на поверхность присыпанную мукой. С помощью скалки раскатать тесто тонким слоем. Поверхность теста смазать растопленным сливочным маслом и присыпать корицей с сахаром. Затем свернуть рулетом и нарезать острым ножом на порционные кусочки. Выложить булочки на противень и отправить в разогретую духовку (220 С) на 12-15 минут. Приятного аппетита! А мы тут, знаете ли, плюшками балуемся!..(Карлсон)

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Звоните мне +7(903) 186-74-55. Приходите ко мне на курс, на Мастер-классы "Решение задач по химии" - и вы сдадите ЕГЭ с высочайшими баллами, и станете студентом престижного ВУЗа!

PS! Если вы не можете со мной связаться из-за большого количества звонков от моих читателей, пишите мне в личку ВКонтакте или на Facebook. Я обязательно отвечу вам.

Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова