Версия 07:52, 10 декабря 2009

Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 10 клас>> Хімія: Контрольна робота №1. Розв’язування задач на надлишок. Розв’язування задач на вихід продукту

КОНТРОЛЬНА РОБОТА №1. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА НАДЛИШОК. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ВИХІД ПРОДУКТУ

РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА НАДЛИШОК

Ви знаєте, що речовини взаємодіють у певних співвідношеннях. Але часто одна з вихідних речовин береться у надлишку, щоб забезпечити повнішу взаємодію іншої речовини. Реакція між речовинами відбувається доти, доки повністю прореагує одна з них, а надлишок іншої речовини залишається. Він участі в реакції не бере. Тому, розв'язуючії задачі цього типу, потрібно:
1)  з'ясувати насамперед, яка саме з вихідних речовим узята у надлишку, бо надлишок не реагуватиме;
2)  дальші обчислення робити за тією речовиною, яка прореагувала повністю.

Зверніть увагу, що під час розв'язування задач можливі різні варіанти.           

Для прикладу розглянемо розв'язування конкретних задач.

Задача 1. До розчину, який містить 1,42 г сульфату натрію, долили розчин, що містить 2,8 г нітрату барію. Утворений осад відфільтрували. Які речовини містяться у фільтраті?

Дано: m(Na₂S0₄) = 1,42 г     

          m(Ba(NO₃)₂) = 2,8 г     

              ^{------------------------------------------------}

          речовини у фільтраті = ?

Аналізуючи умову задачі, бачимо, що для обох солей, які реагують одна з одною, зазначена певна маса, яка може бути стехіометричною. Але, як правило, це ознака того, що на надлишок, він не реагуватиме. Тому визначаємо передусім яка з вихідних речовин узята у надлишку. Для цього складаємо рівняння реакції:

_{1,42 Г                             2,8 Г}
Na₂S0₄      +      Ba(NO₃)₂      =      BaS0₄ ↓ + 2NaN0₃

^{------------------------     ---------------------------------------}

M = 46 + 32 + 64 =   M = 137 + 28 + 96 =
    = 142 г/моль            = 261 г/моль
m = 142 г                  m = 261г

З рівняння реакції видно, що 142 г Na2S04 взаємодіє із 961 г Ba(N03)2, а якщо Na2S04 узято 1,42 г, тобто у 100 раз менше, то й маса Ba(N03)2, що реагуватиме, буде у 100 раз меншою —2,61 г. Отже, нітрат барію Ba(N03)2 узято у над¬лишку- Цей надлишок становитиме: 2,8 г - 2,61 г = 0,19 г, і міститиметься він у фільтраті разом з нітратом натрію NaNO який залишився в розчині, коли осад BaS04 від¬фільтрували.
Відповідь: у фільтраті містяться нітрат натрію NaN03 і надлишок нітрату барію Ba(N03)2.
Задача 2. У розчин, що містить їдкий натр масою 20 г, пропустили оксид сульфуру(ІУ) об'ємом 15 л (н. у.). Визна¬чте масу солі, яка утворилась внаслідок реакції.
Дано: /n(NaOH) = 20 г K(S02) = 15 л
т (солі) = ?
Ознакою того, що дана задача на надлишок, є зазначен¬ня в її умові даних обох речовин, що взаємодіють між собою. Тож потрібно спочатку з'ясувати, яка речовина узята У надлишку. Для цього слід скласти рівняння реакції. Але як це зробити, якщо ми не знаємо, яка сіль утворилась? Адже може бути або середня, або кисла сіль. Якщо надли¬шок їдкого натру, то утворюється середня сіль, а якщо надлишок оксиду сульфуру(ГУ), то—кисла сіль (чому? Обґрунтуйте).
Припускаємо, що утворилася середня сіль, тоді...

Перший спосіб                                                             _
1) Яка з вихідних речовин у надлишку, якщо утворює^ ся середня сіль?
2NaOH        +        S02      =     Na2S03 + Н20
v = 2 моль                 v = 1 моль                                                І
АГ = 40 г/моль              Vm = 22,4 л/моль
m = 40-2 = 80 г        V = 22,4 л
Дізнаємось,   яку  кількість  речовини  становлять  20! NaOH:
ґ\т„ґли\    20 г • 1 моль     п лс v(NaOH) =-----—-------= 0,25 моль.
'          80 г                                         Ш
З'ясовуємо мольне співвідношення речовин, які взає діють. З рівняння реакції видно, що
v(NaOH): v(S02) = 2:1, тобто кількість речовини S02 вдвічі менша, отже, я взаємодіє 0,25 моль NaOH, то S02 —вдвічі менше, а с 0,125 моль:
2:1 = 0,25:0,125.
Обчислюємо, яку кількість речовини становлять  15 S02:
/С Г\ ч        15 Л ■ 1 МОЛЬ       п ,-*,
v(SO,) = —224^— Т °>67 моль>
0,67 > 0,125, отже, S02 у надлишку.
А ми вже знаємо, якщо S02 у надлишку, то утворюєть кисла сіль (чому?). Складаємо інше рівняння реакції і ним перевіряємо, чи справді сіль кисла, й обчислюємо масу:
NaOH          +          S02 •     =      NaHS03
v = 1 моль                     v = 1 моль           М = 104 г/моль
М = 40 г/моль               Vm = 22,4 л/моль    m = 104 г
m = 40 г                            V = 22,4 л
•л.т  «-.тгч       20 г- 1 МОЛЬ      п  с
v(NaOH) =-----^-----= 0,5 моль;
v(NaOH) : v(S02) = 1:1;     1 : 1 = 0,5 : 0,5; 26
15jv_LMOJTb = 0 67 ^ль; vCbty-      22,4 л
№ означає, *Р    £       прореаіував ПОВНІСТЮ.
їдким
натром, оскільки вш прореагував повністю.
2) Яка маса утвореної солі?
m = M-v; w(NaHS03) = 104 г/моль -0,5 моль = 52 г. Відповідь: m(NaHS03) = 52 г.
JJpyzuu спосіб
1) Яка з вихідних речовин у надлишку, якщо утворюєть¬ся середня сіль?
20 г
2NaOH
v = 2 моль М = 40 г/моль m = 80 г
15 л
SO
2
=     Na2S03 + H20
V   =   ІМОЛЬ
V   = 22,4 л/ f= 22,4 л
V   = 22,4 л/моль
З рівняння реакди .нляо, шо 80 г NaOH повністю взае-
•          от л ті чп    я 20 г NaOH — з х л о*-»2,
модіють з 22,4 л ьи2, a L\> І
отже:
80:20 = 22,4:*,      х = *^|р = 5,6л (SO,).
За умовок, задачі пропуски J5 л SC,   a npo=-: лише 5,6 л. Отже, оксид сульфуру(^) взято у надУ
означає, що сіль, яка ^Р^^^^і'и треба скласти інше хімічне рівняння і за ним перевірити, ч
справді утворюється кисла сіль:
NaOH
V   =   1 МОЛЬ
М = 40 г/моль т = 40 г
+
SO,
NaHS03
Т^Т^Гь        М= Ю4 г/моль
К   = 22,4 г/моль    m - Ю4г f"= 22,4 л
20хі22Дл _ її 2л (SO,). 40 -. 20 = 22,4 : х;      х =-----^" U'       V     2
40 г
Сіль кисла NaHSO,, і у даному разі S02 у надлишку.

РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ВЩВД ПРОДУЙ^4
Ви розумієте    inn
*я* (так само і^д  °коГ ВИробни™ сульфатної кис!
дів.
Доцільне застосування вдаї
гЛормулюйте закон збереження маси речовин і поясніть •    *^ з погляду атомно-молекулярного вчення.
Знання закону збереження маси дає змогу не тільки кладати рівняння реакцій, а й проводити за ними різні с   рахунки, у тому числі обчислювати вихід продукту ви¬робництва.
Ч guxid продукту—важливий показник ефективності ви¬робничого процесу. На його підставі роблять висновок про повноту використання сировини тощо. Річ у тім, що в реальних виробничих умовах через оборотність багатьох реакцій і виробничі втрати вихід продукту реакції завжди менший від того, який мав би утворитись згідно з рівнян¬ням реакції (на підставі закону збереження маси). Отже, практичний вихід продукту завжди менший за теоретичний.
Вихід продукту — це відношення фактично добутого продукту до максимально можливого, обчисленого за рівнянням реакції.
Вихід продукту виражають у частках одиниці або у відсотках. Зверніть увагу, що для розв'язування задач на вихід продукту зовсім не має значення, як його обчислюва¬ти: за відношенням мас, об'ємів чи кількості речовини. В усіх цих випадках буде знайдено те саме значення шуканої величини.
Розглянемо конкретні приклади.
Задача 1. З 320 т сірчаного колчедану, масова частка Сульфуру в якому 45 %, добуто сульфатну кислоту масою 405 т (у перерахунку на безводну). Обчислити вихід суль¬фатної кислоти.
Дано: m(FeS2) = 320 т
w(S) = 45 % = 0,45 ^____w(H2SQ4) = 405 т
вихід H2S04 = ?
1. Обчислюємо масу Сульфуру, що міститься у 320 т Фчаного колчедану:
m(S) = 320 т • 0,45 =• 144 т. 2. Обчислюємо  масу сульфатної кислоти,  яку мощ було б добути теоретично з цього Сульфуру —144 т.
Л/ = 32 г/моль" т = 32 г
Д^ЙГт/мИль" w = 98 г
Із запису видно, що 32 г (32 кг, 32 т) Сульфуру відпом дають 98 г (98 кг, 98 т) сульфатної кислоти H2S04, а 144І Сульфуру —х т сульфатної кислоти, отже:
™ /и с/л ч    144т-98т     .., т (H2S04) = ——— = 441 Т-
3. Обчислюємо вихід сульфатної кислоти.
Ми бачимо, що теоретично можна було б добути 4411 сульфатної кислоти, а фактично добули лише 405 т. Отже! відношення практично добутого продукту до теоретичні можливого і буде виходом продукту:
вихід H2S04 = -1 = 0,918, або 91,8 %.
*     ч      441 т
Відповідь:    вихід    сульфатної    кислоти    становить 91,8 %.
Задача 2. Обчислити масу діоксиду сульфуру, яку можи добути  з   1   т  сірчаного  колчедану  з  масовою  часткоки Сульфуру 45 %, якщо вихід S02 становить 98 %. Дано: /w(FeS2) = 1 т = 1000 кг w(S) = 45 % = 0,45 вихід (SQ2) = 98
m(S02) = ?
1. Обчислюємо масу Сульфуру, що міститься віт колі чедану:
m(S) = 1000 кг • 0,45 = 450 кг.
Між сіркою S і сульфатною кислотою H2S04 (за кількістю СульфурШ існує взаємно однозначна відповідність, яку будемо позначати знаком
2   Знаходимо, яку масу S02 можна добути з 450 кг Суль-фур; теоретично:
S02
М = 32 г/моль                М = 32 + 32 = 64 г/моль
т = 32 г                         т = 64 г
Теоретично виходить, що з будь-якої маси Сульфуру S утворюється вдвічі більше діоксиду сульфуру S02, тобто з 450 кг S утворюється 900 кг S02:
32 кг S - 64 кг S02                х = 900 кг (S02)
450 кг S — х                                                   v
3. Знаходимо масу діоксиду сульфуру, яка фактично утворилась.
Теоретичний вихід S02, що становить 900 кг, приймаємо за 100 %, або за одиницю, тоді практичний вихід, який ми шукаємо, становитиме 98 %, або 0,98, звідси:
/n(S02) = 900 кг • 0,98 = 882 кг.
Відповідь: маса S02, якщо вихід 98%, становить 882 кг.
Завдання для самоконтролю
48.  Обчисліть масу безводної сульфатної кислоти, яку можна було б добути з 800 т сірчаного колчедану з масовою часткою сульфуру 45 %, якби вихід кислоти був стовідсотковим.
49.  Із 100 т сірчаного колчедану з масовою часткою Сульфуру
48 % добувають 132,3 т сульфатної кислоти. Визначте вихід кисло¬ти.
50.  Обчисліть вихід сульфатної кислоти, якщо з 800 т сірчано-. Колчедану з масовою часткою Сульфуру 46 % добуто її масою 1000 т.
5Ь Яку масу сірки спалено, якщо добуто діоксид сульфуру ємом 89,6 м  (н. у.), що становить 80 % від теоретично можли-Вог° виходу?
ча          Обчисліть масу розчину сульфатної кислоти з масовою
р СТіс°ю H2S04 80 %, який можна добути, використовуючи 2 кг ста ' ІЦ° містить пірит і домішки. Масова частка домішок у руді Човить 40 %. Вихід кислоти з руди дорівнює 90 %.

Н.М. Буринська, Л.П. Величко, Хімія, 10 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  

_{Скачати підручники та книги онлайн, планування з хімії, курси та завдання з хімії для 10 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.