Тема 18

Задачи: выход, олеум, смеси, пластинка, электролиз

Что проверяют по спецификации:

Закон действующих массПараллельные реакцииВыход продуктаОлеумСмесиПластинка в растворе солиЭлектролиз

Суть за минуту

Расчётные задачи на ЕНТ решаются по одной схеме: перевести данные в моли, пройти через уравнение реакции, вернуться к массе или объёму. Отдельные типы — выход продукта, олеум, смеси, пластинка в растворе соли, электролиз и задачи по закону действующих масс — имеют свои короткие приёмы, которые разобраны ниже.

Главные формулы

n=mM=V22,4n=\dfrac{m}{M}=\dfrac{V}{22{,}4}
Количество вещества (газы при н. у.)
η=mпрактmтеор⋅100%\eta=\dfrac{m_{\text{практ}}}{m_{\text{теор}}}\cdot100\%
Выход продукта
ω=mв-ваmр-ра⋅100%\omega=\dfrac{m_{\text{в-ва}}}{m_{\text{р-ра}}}\cdot100\%
Массовая доля
Δm=n (Mосевш−Mраств)\Delta m=n\,(M_{\text{осевш}}-M_{\text{раств}})
Пластинка: изменение массы
m=M⋅I⋅tz⋅Fm=\dfrac{M\cdot I\cdot t}{z\cdot F}
Закон Фарадея

Понятия и термины

Избыток и недостаток
Расчёт всегда ведут по веществу в недостатке
Параллельные реакции
Компоненты смеси реагируют одновременно; составляют систему уравнений
Олеум
H2SO4·xSO3; SO3 связывает воду: SO3 + H2O → H2SO4

Разбор темы

Приёмы

Смеси: обозначьте количества компонентов x и y, составьте два уравнения (по массе и по продукту).

Пластинка: масса пластинки меняется на разность масс осевшего и растворившегося металла.

Олеум: сколько воды есть в растворе, столько же моль SO3 нужно, чтобы получить 100%-ную кислоту.

Примеры задач с решением

Задача 1Выход. При дегидратации 23 г этанола получили 8,96 л этилена (н. у.). Найдите выход.
  1. n(C2H5OH) = 23 / 46 = 0,5 моль; теоретически n(C2H4) = 0,5 моль, V = 11,2 л.
  2. η = 8,96 / 11,2 · 100% = 80%.
Ответ 80%
Задача 2Олеум. Сколько граммов SO3 нужно растворить в 100 г 91%-ной H2SO4, чтобы получить 100%-ную кислоту?
  1. Воды в растворе 100 − 91 = 9 г, n = 9 / 18 = 0,5 моль.
  2. SO3 + H2O → H2SO4: нужно 0,5 моль SO3.
  3. m = 0,5 · 80 = 40 г.
Ответ 40 г SO3
Задача 3Пластинка. Железную пластинку массой 10 г опустили в раствор CuSO4. Масса пластинки стала 10,8 г. Сколько меди осело?
  1. Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu: на 1 моль растворяется 56 г Fe и оседает 64 г Cu, Δm = 8 г.
  2. Δm = 10,8 − 10 = 0,8 г, значит n = 0,8 / 8 = 0,1 моль.
  3. m(Cu) = 0,1 · 64 = 6,4 г.
Ответ 6,4 г меди
Задача 4Смесь. 10 г смеси магния и меди обработали соляной кислотой, выделилось 5,6 л H2 (н. у.). Найдите массовую долю магния.
  1. С кислотой реагирует только Mg: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2.
  2. n(H2) = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль = n(Mg); m(Mg) = 0,25 · 24 = 6 г.
  3. ω(Mg) = 6 / 10 · 100% = 60%.
Ответ 60%

Сложные задачи: шаг за шагом

Задача 1К 200 г 9,8%-ного раствора серной кислоты добавили 16 г гидроксида натрия. Какая соль образовалась и какова её массовая доля в растворе?

Идея: Сравните моли кислоты и щёлочи — от их соотношения зависит, будет соль средней или кислой.

  1. Шаг 1. Моли кислоты
    m(H2SO4)=200⋅0,098=19,6m(\text{H}_2\text{SO}_4)=200\cdot0{,}098=19{,}6 г; n=19,6/98=0,2n=19{,}6/98=0{,}2 моль.
  2. Шаг 2. Моли щёлочи
    n(NaOH)=16/40=0,4n(\text{NaOH})=16/40=0{,}4 моль.
  3. Шаг 3. Какая соль
    Отношение 0,4:0,2=2:10{,}4:0{,}2=2:1 — ровно на среднюю соль: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O; n(Na2SO4)=0,2n(\text{Na}_2\text{SO}_4)=0{,}2 моль.
  4. Шаг 4. Масса соли
    m=0,2⋅142=28,4m=0{,}2\cdot142=28{,}4 г.
  5. Шаг 5. Масса раствора и доля
    Газ и осадок не образуются: mр-ра=200+16=216m_{\text{р-ра}}=200+16=216 г.
    ω=28,4/216≈13,1%\omega=28{,}4/216\approx13{,}1\%.
Ответ Na2SO4, ≈13,1%

Частые ловушки на ЕНТ

  • Медь в смеси с соляной кислотой не реагирует — её масса не даёт водорода.
  • В задачах на пластинку используйте разность масс, а не массу осевшего металла.
  • Выход считают от теоретического количества, найденного по веществу в недостатке.

Запомнить

Дано → моли → уравнение → моли → ответ. Всегда проверяйте, что в недостатке.

Проверь себя

1. Из 0,2 моль вещества теоретически получается 0,2 моль продукта, практически — 0,15 моль. Выход:
  1. 15%
  2. 75%
  3. 80%
  4. 133%
Показать ответ

75% 0,15 / 0,2 = 0,75.

2. На сколько граммов изменится масса цинковой пластинки, если на ней осело 0,1 моль меди (Zn + CuSO4)?
  1. Увеличится на 0,1 г
  2. Уменьшится на 0,1 г
  3. Увеличится на 6,4 г
  4. Уменьшится на 6,5 г
Показать ответ

Уменьшится на 0,1 г Δm = 0,1 · (64 − 65) = −0,1 г.

3. Сколько моль SO3 связывают 36 г воды?
  1. 1
  2. 2
  3. 0,5
  4. 3
Показать ответ

2 36 / 18 = 2 моль.

Связанные темы

3. Окислительно-восстановительные реакции. Электролиз4. Кинетика. Химическое равновесие19. Задачи: формула по продуктам сгорания, кинетика, смеси

Узнай свой уровень: бесплатная диагностика ЕНТ