Как решать задание 33 ЕГЭ по химии?
Решение расчётных задач по химии подчиняется логике и проводится по определенным алгоритмам. Прежде всего, нужно внимательно прочитать и проанализировать условие задачи, написать необходимые уравнения химических реакций. Важно осознать ключевой (главный) вопрос в задаче и понять, количество какого вещества следует найти и по количеству какого вещества будет производиться расчёт. На основе анализа условия определить причинно-следственные связи и составить план последовательности решения задачи. Почему мы главным вопросом задачи считаем нахождение количества вещества? По количеству вещества всегда можно найти его массу, объём и массу раствора (массу и объём газа) и ответить на возможные дополнительные вопросы, содержащиеся в задаче.
В рассматриваемых примерах мы не будем пояснять выполнение формальных расчётов, предполагая, что вы проводите их без затруднений.
Пример 1. Электролиз 470 г 5%-ного раствора нитрата меди(II) прекратили после того, как масса раствора уменьшилась на 8 г. Из полученного раствора отобрали порцию массой 92,4 г. Вычислите массу 11,2 %-ного раствора едкого кали, необходимого для полного осаждения меди из отобранной порции раствора.
Дано: | Анализ и решение: |
А) Проводим анализ условия
(составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи).
1-й фрагмент.
«Электролиз 470 г 5%-ного раствора нитрата меди(II) прекратили… ».
При проведении этого этапа стараемся не обращать внимания на численные значения, а выделяем только химическую часть условия – она выделена в тексте фрагмента полужирным шрифтом.
2-й фрагмент.
«…Из полученного раствора отобрали порцию массой 92,4 г. Вычислите массу 11,2 %-ного раствора едкого кали, необходимого для полного осаждения меди из отобранной порции раствора».
Необходимо понять: в смеси после реакции находятся продукты реакции (Cu, O2, HNO3) и исходные вещества, которые не прореагировали, были «в избытке» (Cu(NO3)2, H2O), и следует рассматривать возможность взаимодействия каждого из этих веществ с добавляемым реагентом.
Б) Устанавливаем логические связи (формулируем главный вопрос задачи, т.е. находим вещество, количество которого необходимо рассчитать, и логическую цепочку, связывающую количество этого вещества с веществами, количество которых мы знаем или можем вычислить).
Главный вопрос – найти количество KOH (прореагировавшего с HNO3 и Cu(NO3)2, находящимися в отобранной части раствора).
Выводы (логическая цепочка):
При проведении расчётов будем использовать уменьшение массы раствора на 8 г (единственная количественная величина, относящаяся к протеканию реакции), которое происходит за счёт осаждения меди и выделения кислорода.
1) Количество KOH связано с количеством Cu(NO3)2 и HNO3 в порции раствора (уравнения (2) и (3)).
2) Количество HNO3 связано с количеством Cu и O2, которые образовались в процессе электролиза (уравнение (1)).
3) Количество Cu(NO3)2 в растворе после электролиза (избыток Cu(NO3)2) связано с количеством выделившихся Cu и O2.
В) План решения задачи.
1) Найти количество Cu(NO3)2 до электролиза.
2) Найти количество образовавшейся HNO3 по количеству выделившихся Cu и O2 (уравнение 1).
3) По уменьшению массы (т.е. по количеству выделившихся Cu и O2) найти количество прореагировавшего Cu(NO3)2 по уравнению (1).
4) Найти количество непрореагировавшего Cu(NO3)2.
5) Найти количество Cu(NO3)2 и HNO3в отобранной порции раствора.
6) По количеству Cu(NO3)2 и HNO3 в порции найти количество прореагировавшего KOH.
7) Вычислить массу раствора KOH.
Г) Решение.
1) Находим количество вещества Cu(NO3)2 до электролиза.
2) По уравнению (1) находим количество прореагировавшего Cu(NO3)2:
Пусть прореагировало x моль Cu(NO3)2, тогда
г)
3) По уравнению (1) находим количество прореагировавшего HNO3:
г)
4) Находим количество вещества Cu(NO3)2 и HNO3 в отобранной порции раствора.
а)
б) находим количество вещества Cu(NO3)2 с помощью пропорции – концентрация вещества одинакова как во всём растворе, так и в любой его части
а)
в) находим количество вещества HNO3 в отобранной порции:
а)
5) Находим количество KOH и массу добавленного раствора KOH.
а) По уравнению (2).
б) По уравнению (3).
в)
Пример 2. Насыщенный раствор нитрата алюминия получили, растворив кристаллогидрат Al(NO3)3·12H2O (растворимость 241 г в 100 г воды при 25 ºС) в 250 г воды. Полученный раствор разделили на две части. В первую добавили раствор Na2CO3 (избыток), во вторую 400 г раствора аммиака (избыток). Во второй колбе осадок в 4 раза тяжелее, чем в первой. Найдите концентрацию соли во второй колбе.
В ответе приведите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Дано: | Анализ и решение: |
А) Проводим анализ условия
Разбиваем условие на смысловые фрагменты, выделяем ключевые слова и понятия и составляем уравнения реакций (химическая часть задачи).
1-й фрагмент:
«Насыщенный раствор нитрата алюминия получили, растворив кристаллогидрат Al(NO3)3·12H2O (растворимость 241 г в 100 г воды при 25 ºС) в 250 г воды. Полученный раствор разделили на две части».
2-й фрагмент:
« В первую добавили раствор Na2CO3 (избыток), …»
3-й фрагмент:
«во вторую 200 г раствора аммиака (избыток)»
4-й фрагмент:
«Во второй колбе осадок в 4 раза тяжелее, чем в первой. Найдите концентрацию соли во второй колбе».
Химических превращений нет.
Б) Устанавливаем логические связи (формулируем главный вопрос задачи, т.е. находим вещество, количество которого необходимо рассчитать, и логическую цепочку, связывающую количество этого вещества с веществами, количество которых мы знаем или можем вычислить).
Главный вопрос – найти количество NH4NO3.
Выводы (логическая цепочка):
Единственная цифра, которую можно использовать при проведении расчётов, это «4» – отношение масс Al(OH)3, образовавшихся во 2-й и 1-й колбах.
В) План решения задачи.
1) Найти количество Al(NO3)3(общее).
2) Найти количество Al(NO3)3 в 1-й части (уравнение (1) по Al(OH)3.
3) Найти количество Al(NO3)3 во 2-й части (уравнение 2) по Al(OH)3.
4) Найти количество NH4NO3 (по уравнению (3)) по количеству AlCl3 (2-я часть)).
5) Найти ω(NH4NO3) по уравнению (3).
Г) Решение
1) Находим количество Al(NO3)3 в исходном растворе.
а) находим количество Al(NO3)3·12H2O, которое растворилось в 250 г воды:
Используя данные по растворимости (растворимость 241 г в 100 г воды при 25 ºС), составляем пропорцию,
б)
2) Находим количество Al(NO3)3, прореагировавшего по уравнениям (2) и (3):
Пусть по уравнению (1) прореагировало x моль Al(NO3)3, по уравнению (2) – y моль Al(NO3)3, тогда
а) x + y = 1,4
б) по уравнению (2):
в) по уравнению (3):
г)
3) По уравнению (3) находим количество NH4NO3:
а)
4) По уравнению (3) находим количество образовавшегося Al(OH)3:
5) Находим массу 2-й части раствора Al(NO3)3.
Концентрация вещества в растворе и в любой его части одинакова, следовательно
6) Находим массовую долю NH4NO3 в растворе:
а)
б)
Похожие статьи
- Как эффективно подготовиться к ЕГЭ по химии?
- Обзорная лекция по функциональной грамотности
- Бесплатные тренировочные варианты ЕГЭ по химии
- Обмен методическими знаниями