Методическая разработка "Творческий подход в решении заданий №39 (С4) КИМ ЕГЭ по химии"
методическая разработка по химии (11 класс) на тему

К5.П5.1.

Показатель «Собственные  методические разработки»

Муниципальное  бюджетное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 35»

Методическая разработка

«Творческий подход в решении заданий С4(№39) КИМ ЕГЭ по химии»

Учитель химии:                                                                                                                                 Жданова Н.В.

2015-2016г.г.

Среди большого объёма предлагаемой литературы для подготовки к ЕГЭ, а именно: решение задач повышенного уровня сложности я остановила свой выбор на одной из книг авторского коллектива  В.Н. Доронькин, А.Г.Бережная, Т.В. Сажнева, В.А. Февралёва   Химия. Тематические тесты для подготовки к ЕГЭ. Задания высокого уровня сложности (С1-С5): учебно-методическое пособие /Под ред. В.Н.Доронькина.-Изд. Ростов н/Д- Легион,2012г.

В данном пособии задачи, включаемые в задание С4(№39) тестов ЕГЭ, условно разделяют на пять групп:

1)Расчёты по уравнениям реакций        

2)Задачи на смеси веществ

3)Определение состава продукта реакции (задачи на тип «Соли»)

4)Нахождение массовой доли одного из продуктов реакции в растворе по уравнению материального баланса

5)Нахождение массы одного из исходных веществ по уравнению материального баланса

Для каждой группы приводятся примеры решения задач.

Я хотела бы остановиться  на 4 и 5 типах т.к. в них, если быть внимательным, для удобства можно выделить подтипы.

Итак 4 тип «Нахождение массовой доли одного из продуктов реакции в растворе по уравнению материального баланса».

Я предлагаю изменить название 4 типа « Нахождение массовой доли одного из продуктов реакции (исходных веществ) в растворе по уравнению материального баланса», т.к. задачи сходны в решении. А в данном пособии задачи на нахождение массовой доли одного из исходных веществ представлены в пятом типе, что вызывает некоторую путаницу .

В четвёртом типе я выделила два подтипа:

• подтип А «Нахождение массовой доли соли»
• подтип Б «Нахождение массовой доли кислоты».

Причём в  подтипе Б рассматривается два варианта задач (нахождение массовой доли кислоты как исходного вещества и как продукта реакции).

В  моей разработке для каждого подтипа представлены:

1)Формула, по которой проводится  расчёт.

2)Пример решения задачи.

3)Задачи для отработки.

Подтип А  «Нахождение массовой доли соли»

 Пример

 К 169,5 мл 36,5% раствора соляной кислоты ( добавили 12г карбида алюминия. Определите массовую долю соли в образовавшемся растворе.

Дано:                                                                              Решение:

Vр-ра(HCL)=169,5мл                                   AL4C3+12HCL4 ALCL3+3CH4

                              
W(HCL)=36,5% =0,365                           mр-ра=  mв-ва(Аl4 C3)+ mр-ля(HCL)-  m(С H 4)                        

m(Аl4 C3)=12г                                             n (HCL)= ; M (HCL)= 36,5г/моль ,

__________________________             mв-ва (HCL)= mр-ра *W,  mр-ра(HCL)= V *p =

W(ALCL3)-?                                                   =169,5мл*1,18г/мл= 200г, mв-ва (HCL)= 

                                                                     200г*0,365=73г

                                                                        n (HCL)=73г: 36,5г/моль=2 моль – в избытке;

                                                                        n (Аl4 C3)=12г: 144г/моль=0,08 моль- в      

                                                                       недостатке.

                                                        Расчёт ведём по недостатку: n (ALCL3 ): n (Аl4 C3)=4:1 (по                            

                                                        ур. реакц)., n (ALCL3 )=0,08 *4=0,32моль,

                                                        m(ALCL3 )=0,32моль*133,5г/моль=42,72г,

                                            n (CH4 ): n (Аl4 C3)=3:1 (по ур. реакц)., n (CH4 )=0,08 *3=0,24моль

                                             m (CH4 )= 0,24моль*16г/моль=3,84г

                               mр-ра=  mв-ва(Аl4 C3)+ mр-ля(HCL)-  m(С H 4) =12г+ 200г-3,84г=208,16г    

                                                            =    =21%  

                                                    Ответ: 21%.      

Задачи для отработки

1. Сероводород объемом 560 мл (н. у.) пропустили через 80 г раствора бромида меди(II) с массовой долей последнего 10%. Рассчитайте массовую долю бромида меди(II) в полученном растворе (3,14%).
2. В 1 л воды последовательно растворили сначала 2,24 л аммиака (н.у.), затем 4,48 л хлороводорода. Определите массовую долю хлорида аммония в полученном растворе (0,53%).
3. Карбонат магния массой 8,4,г растворили в 250 мл раствора серной кислоты (р = 1,08 г/мл) с массовой долей 15%. Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном растворе(4,4%).
4. Карбид алюминия растворили в150 г 12%-ного раствора хлороводородной кислоты в результате выделилось 2,24л (н.у.) метана. Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе (11,6%).
5. Карбид кальция массой 12,8 г растворили в 174 мл 20%-ной бромоводородной кислоты (р = 1,12 г/мл). Рассчитайте массовую долю соли в образовавшемся растворе (19,8%).
6. Магний массой 19,2 г растворили в 800 мл 12%-ного раствора серной кислоты (р == 1,05 г/мл). Рассчитайте массовую долю сульфата магния в конечном растворе (11,2%).
7. Газ, выделившейся при обжиге пирита массой 4,8г, пропустили через 8%-ый раствор гидроксида натрия массой 40г. Рассчитайте массовую долю соли в образовавшемся растворе (18,4%).
8. Соляную кислоту объемом 150 мл (W (НС1) = 16%, р= 1,08 г/мл) нейтрализовали твердым оксидом кальция. Определите массовую долю хлорида кальция в образовавшемся растворе (21,7%).
9. Смешали 200 г 10%-нрго раствора хлорида меди(П) и 200 г 5%-ного раствора сульфида калия. Определите массовую долю хлорида калия в растворе (3,5%).

Подтип Б «Нахождение массовой доли кислоты»

                                                 ( как исходного вещества)

Пример

При обработке карбида алюминия раствором соляной кислоты массой 320 г и массовой долей НС1 22% выделилось 6,72 л (н.у.) метана. Рассчитайте массовую долю соляной кислоты в полученном
растворе.

Дано:                                                                              Решение:

mр-ра(HCL)=320 г                                       AL4C3+12HCL4 ALCL3+3CH4

                                                                            
W(HCL)=22% =0,22                                    mр-ра=  mв-ва(Аl4 C3)+ mр-ля(HCL)-  m(С H 4)                        

V(CH4)=6,72л                                             n (HCL) исх.= ; M (HCL)= 36,5г/моль ,

__________________________             mв-ва исх. (HCL)= mр-ра *W= 320г*0,22=70,4г.

W(НCL)-?                                                     n(HCL)исх.=70,4г: 36,5г/моль=1,93 моль ;

                                                                        n (CH4)= V/Vm =6,72л: 22,4л/моль=0,3 моль,

                                                                    m (CH4 )= 0,3моль*16г/моль=4,8г

                                                                       n (CH4 ): n (HCL)=3:12=1:4

                                                                     (по  ур. реакц)., n (HCL )прореаг.=0,3 *4=1,2моль,

                                                                       m( HCL )прореаг =1,2моль*36,5г/моль=43,8г,

                                             n (CH4 ): n (Аl4 C3)=3:1 (по ур. реакц)., n (Аl4 C3 )=0,3 :3=0,1моль

                                                                      m (Аl4 C3 )= 0,1моль*144г/моль=14,4г

                                                mр-ра=  mв-ва(Аl4 C3)+ mр-ля(HCL)-  m(С H 4) =14,4г+ 320г-

                                                                      4,8г=339,2г    

                                                =    

                                                    =    =8%

                                                    Ответ: 8%.      

                                     Задачи для отработки     

1. Карбид алюминия массой 2,88 г растворили в 120 г 21%-ного раствора азотной кислоты. Рассчитайте массовую долю кислоты в получившемся растворе (8,27%).
2. Карбид алюминия обработан 450 г 10%-ного раствора серной кислоты. Выделившийся при этом газ занял объем 4,48 л (н. у.). Рассчитайте массовую долю серной кислоты в полученном растворе(1,27%).
3. Карбид алюминия растворили в 380 г раствора соляной кислоты с концентрацией 15%. Выделившийся газ занял объем 6,72 л (н.у). Рассчитайте массовую долю кислоты в полученном растворе (3,4%).
4. Карбонат бария массой 7,88 г растворили в 150 мл 20%-ной хлороводородной кислоты (р = 1,163 г/мл). Какова массовая доля хлороводорода в образовавшемся растворе?(17,79%)
5. Карбонат кальция массой 15 г растворили при нагревании в200мл 15%-ной хлороводородной кислоты (р= 1,075 г/мл). Какова массовая доля хлороводорода в образовавшемся растворе;?(9,5%)
6. Карбонат кальция массой 10 г растворили при нагревании в 150 мл хлороводородной кислоты (р = 1,04 г/мл) с массовой долей 9%. Какова массовая доля хлороводорода в образовавшемся растворе?(4,2%)
7.   Карбид кальция массой 6,4 г- растворили в 87 мл бромоводородной кислоты (р = 1,12 г/мл) с массовой долей 20%. Какова массовая доля бромоводорода в образовавшемся растворе?(3,2%)
8.  В 15%-ном растворе серной кислоты массой 300 г растворили карбид алюминия.  

            Выделившийся  при этом метан занял объём 2,24л (н.у). Рассчитайте массовую долю  

           серной кислоты в полученном растворе (8,4%).

9. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в растворе, полученном смешением 200 мл 15%-ного раствора серной кислоты плотностью 1,2 г/мл и 150 мл 10%-кого раствора нитрата бария плотностью 1,04 г/мл (7,9%).

Подтип Б «Нахождение массовой доли кислоты»

                                                       ( как продукта реакции)

Пример

Через 50 г 15%-ного раствора нитрата свинца пропустили 448 мл (н.у)  сероводорода. Рассчитайте массовую долю азотной кислоты в полученном растворе.

Дано:                                                                              Решение:

V(H2S)=448мл=0,448л                                  Pb(NO3)2  +H2SPbS+ 2HNO3

mр-ра(Pb(NO3)2 )=50г                                        
W(Pb(NO3)2 )=15%=0,15                                                                                          
                                                                    mр-ра=  mв-ва(H2S)+ mр-ля(Pb(NO3)2)-  m(PbS)                        

                                                                             n (H2S)= , n=0,448л/22,4 л/моль=0,02моль,                                                                                              

__________________________             m(H2S)=n *М= 0,02 моль*34г/моль=0,68г.

W(HNO3)-?                                                 mв-ва (Pb(NO3)2)= W*mр-ра=0,15*50=7,5г,

                                                                        n (Pb(NO3)2)=7,5г: 331г/моль=0,02 моль ,

                                                        Расчёт ведём либо по кол-ву в-ва H2S, либо по кол-ву в-ва

                                                                     Pb(NO3)2 ,т.к. они равны ; (H2S ): n (PbS)=1:1 (по                            

                                                                        ур. реакц)., n (PbS )=0,02моль,

                                                                       m(PbS )=0,02моль*239г/моль=4,78г,

                                                                      n (H2S ): n (HNO3)=1:2 (по ур. реакц).,

                                                                      n (HNO3 )=0,02*2=0,04моль  

                                                                      m (HNO3 )= 0,04моль*63г/моль=2,52г

                                         m р-ра=  mв-ва(H2S)+ mр-ля(Pb(NO3)2)-  m(PbS)= 0,68г+ 50г-4,78г=  

                                         =45,9г  ;    =    =5,49%  

                                                    Ответ: 5,49%.      

Задачи для отработки

1. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при пропускании 3,36 л (н.у.) сероводорода через 250 г 10%-ного раствора сульфата меди (6,11%).
2. Через 100 мл раствора с массовой долей сульфата меди (II) 1,48% (плотность раствора 1,08,г/мл) пропущено 320 мл (н.у.) сероводорода. Рассчитайте массу полученного осадка и массовую долю серной кислоты в полученном растворе (0,96г,0,91%).
3. Через 500 г 10% раствора  сульфата меди (II) 1,48% пропустили  4,48л  (н.у.) сероводорода. Рассчитайте  массовую долю серной кислоты в полученном растворе (4%).

Пятый тип я назвала «Нахождение массы вещества, которую необходимо добавить, чтобы массовая доля кислоты уменьшилась(увеличилась) до  определённого процента».

Для удобства в пятом типе предлагаю выделить два подтипа:

• подтип А «Нахождение массы вещества, которую необходимо добавить, чтобы массовая  доля  кислоты уменьшилась(увеличилась) до определённого процента»,
• подтип Б «Кислота образуется из соответствующего оксида»

Подтип А «Нахождение массы вещества, которую необходимо добавить, чтобы  массовая  доля  кислоты  уменьшилась(увеличилась)  до определённого  процента»

Пример

Сколько грамм карбида кальция надо добавить к 300г р-ра  60%-ой азотной кислоты, чтобы массовая доля кислоты уменьшилась до 20%?

Дано:                                                                              Решение:

mр-ра(HNO3)=300г                                   CaC2+2+C2  Н 2

W(HNO3)=60% =0,6                         1.                 
W(HNO3)=20% =0,2                           mр-ра=  mв-ва(CaC2)+ mр-ля(HNO3)-  m(C2  Н 2)                        

                                                             2.  Пусть    n (CaC2)  - х моль,

                                                                       тогда m(CaC2)=n*M= х моль*64г/моль=64хг                                                                                __________________________              n (CaC2): n (C2  Н 2)=1:1 по ур. реакции, n (C2  Н 2 )= х моль,

     m(CaC2 )-?                                                m (C2  Н 2)= х моль*26г/моль=26х

                                                                       mв-ва исх. (HNO3)= mр-ра *W= 300г*0,6=180г.

                                                                        n (CaC2 ): n (HNO3)=1:2

                                                                     (по  ур. реакц)., n (HNO3)прореаг.=2х моль,

                                                                       m(HNO3 )прореаг =2х моль*63г/моль=126х г,

                                                                       mр-ра=  mв-ва(CaC2)+ mр-ля(HNO3)-  m(C2  Н 2) =64хг+ 300г-

                                                                      26х г    

                                                                      0,2    ;х=0,9

                                                              m(CaC2)=n*M= х моль*64г/моль=0,9 моль *  64г/моль=5,76г                                                                              

                                                             Ответ: 5,76г.      

                                                     Задачи для отработки   

1. Рассчитайте, сколько граммов карбоната кальция  следует добавить к 250 г 10%-ного раствора азотной кислоты, чтобы массовая доля  азотной кислоты уменьшилась вдвое (9,7г).
2. Рассчитайте, сколько граммов карбида алюминия следует добавить к 150 г 21%-ного раствора азотной кислоты, чтобы массовая доля кислоты уменьшилась в 3 раза (4г).
3. Рассчитайте, сколько граммов карбида алюминия следует добавить к 550 г 10%-ного раствора хлороводородной кислоты, чтобы массовая доля кислоты уменьшилась вдвое (8,94г).
4. Какой объем 20%-ного раствора аммиака (р = 0,926 г/мл) необходимо добавить к 200 мл 40%-ного раствора азотной кислоты (р =1,383 г/мл), чтобы массовая доля кислоты уменьшилась вчетверо?(106,6мл)
5. Сколько граммов гидроксида натрия  нужно добавить  к 285мл 40%-ного раствора серной кислоты (р =1,4 г/мл), чтобы массовая доля кислоты уменьшилась в 2 раза?(56г)
6. Какую массу цинка  необходимо растворить в 200 мл 14%-ного раствора соляной кислоты (р =1,07 г/мл), чтобы массовая доля кислоты уменьшилась в семь раз?(22,5г)
7. Какой объем 30%-ного раствора аммиака (р = 0,892 г/мл) необходимо добавить к 200 мл 40%-ного раствора соляной кислоты (р =1,198 г/мл), чтобы массовая доля кислоты уменьшилась в 4 раза?(108,3мл)

Подтип Б «Кислота образуется из соответствующего оксида»

Пример

Сколько грамм серного ангидрида следует   растворить в 8,45г  6%-го раствора  серной кислоты для получения 38%-ного  раствора кислота?

Дано:                                                                              Решение:

mр-ра1(H2SO4)=8,45г                               SO3  +

W1 (H2SO4)=6% =0,06                         1.                 
W2(H2SO4)=38% =0,38                           mр-ра=  mв-ва(SO3)+ mр-ра(H2SO4 )

                                                             2.  Пусть    n (SO3)  - х моль,

                                                                       тогда m(SO3)=n*M= х моль*80г/моль=80хг                                                                                __________________________            

                m(SO3 )-?                                      mв-ва исх. (H2SO4)= mр-ра *W= 8,45г*0,06=0,507г.

                                                                        n (SO3): n (H2SO4)=1:1

                                                                     (по  ур. реакц), n (H2SO4)прореаг.=х моль,

                                                                       m(H2SO4 )прореаг =х моль*98г/моль=98х г,

                                                                       mр-ра= mв-ва(SO3)+ mр-ра(H2SO4 )= 80хг+8,45г                              

                                                                      0,38    ;х=0,04 моль

                                                              m(SO3)=n*M= х моль*80г/моль= 0,04моль* 80г/моль=3,2г  

Задачи для отработки   

1. Рассчитайте, сколько граммов фосфора необходимо сжечь в кислороде, чтобы, растворив полученный оксид в 450 г 25%-ного раствора ортофосфорной кислоты, получить 50%-ный раствор этой кислоты (55,8г).
2. Рассчитайте, какую массу серы необходимо сжечь в кислороде, чтобы, растворив полученный оксид в 1,5л воды (р = 1 г/мл)., получить раствор сернистой кислоты с массовой долей 0,01(5,9г).
3. Рассчитайте, какую массу оксида серы (VI) следует добавить к 250 г 15%-ного раствора серной кислоты, чтобы увеличить ее массовую долю до 30 %.(40,8г)
4. Рассчитайте, какую массу оксида серы (VI) добавили в 2000 мл 8%-ного раствора серной кислоты (р = 1,06 г/мл), если массовая доля кислоты стала равной 20%(248,2г).
5. Рассчитайте, какую массу оксида серы (VI) добавили в 120 мл раствора серной кислоты (р = 1,025 г/мл) с массовой долей 4%, если массовая доля кислоты-стала равной 20% (19,2г).
6. Рассчитайте, какую массу фосфора необходимо сжечь в кислороде, чтобы, растворив полученный оксид в 1000 г раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей 50%, получить раствор этой кислоты с массовой долей 75% (173,29г).
7. Какой объём оксида серы (VI) следует растворить в 107,6 мл 20%-ного раствора серной кислоты (р = 1,139 г/мл), для получения  50% - го раствора серной кислоты(14,2л).
8. Какую массу оксида хрома (VI) следует добавить в 275 г 10%-ного раствора хромовой кислоты (H 2CrO4), чтобы увеличить её массовую долю в 1,5 раза (13,3г).
9. Рассчитайте, какую массу оксида серы (VI) добавили в 500г  20%-ного раствора серной кислоты , чтобы увеличить её массовую долю до 40%( 121г).
10. Рассчитайте, какую массу оксида селена (VI) добавили в 100г  15%-ного раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое( 17,8г).

Включение задач в учебный процесс позволяет реализовать следующие дидактические принципы обучения:

 1) обеспечение самостоятельности и активности учащихся;

2) достижение прочности знаний и умений;

3) осуществление связи обучения с жизнью; 4) реализация предпрофильного и профильного  обучения. 

Данная  разработка включена в программу элективных курсов для 11 классов. Надеюсь, что предоставленный материал поможет в работе по подготовке учащихся к решению заданий С4(№39) ЕГЭ по химии.