Авторская программа элективного курса по химии для 9 класса «Способы решения расчётных задач по химии»
элективный курс по химии (9 класс) на тему

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 74»

ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА

ПО ХИМИИ

«Способы решения расчётных задач по химии»

 (наименование)

1 год

(срок реализации программы)

15-16 лет (9 класс)

(возраст обучающихся)

Ларина Галина Владимировна,

                                                                                                      (Ф.И.О. учителя, составителя)

учитель химии и биологии высшей квал. категории

МБОУ СОШ № 74 г. Ульяновска

г. Ульяновск

      2015 г.

Пояснительная записка.

Рабочая программа «Способы решения расчётных задач по химии» основана на программе элективного курса «Решение задач по химии повышенного уровня сложности» Н.В. Ширшиной. Предлагаемый элективный курс рассчитан на 34 часа в год (1 час в неделю). Программой данного курса предусмотрено изучение основных законов и понятий химии, решение расчетных химических задач и проведение расчетно – практических занятий. Через решение задач осуществляется связь теории с практикой, воспитывается трудолюбие, самостоятельность и целеустремленность, формируются рациональные приемы мышления, совершенствуются и закрепляются знания учащихся.

Учителям – практикам известно, что ограниченное количество часов по предмету и большой объем теоретического материала не позволяет много времени уделять решению задач. Следовательно, умения и навыки в решении расчетных задач сформированы лишь у незначительной части восьмиклассников. Однако анализ заданий ЕГЭ (части А.В и С) показывает, что умение решать задачи определенного типа должно быть доведено до автоматизма, а этого можно добиться многократным повторением, и отработкой алгоритмов решения.

Содержанием данного курса предусматривается решение задач как базового уровня, так и задач повышенной сложности. Надеюсь, что предлагаемый курс будет интересным и полезным любому девятикласснику, так как у него будет возможность не только догнать упущенное, но и подготовиться к поступлению в классы, где химия будет профилирующим предметом.

Цели курса:

• сознательное усвоение теоретического материала по химии,
• умение использовать при решении задач совокупность приобретенных теоретических знаний,
• развитие логического мышления,
• приобретение необходимых навыков работы с литературой

Задачи курса.

• повторить, закрепить и расширить знания учащихся об основных понятиях и законах химии.;
• способствовать углублению понимания и лучшему усвоению программного материала, соответствующего образовательному стандарту;
• продолжить формирование умений анализировать и решать расчетные задачи, выполнять опыты в соответствии с требованиями правил безопасности;
• формировать интерес к предмету и осознанному выбору профиля, позволяющего продолжить образование для получения специальностей, связанных с химической наукой;
• развивать учебно – коммуникативные умения.

Требования к знаниям и умениям учащихся.

После изучения данного элективного курса учащиеся должны знать:

• формулировки изученных законов и их значение;
• физический смысл понятий (количество вещества, моль, молярная масса, молярный объем, число Авогадро, химическая формула, химическое уравнение, массовая (объемная) доля компонента в смеси, концентрация раствора, и способы ее выражения, тепловой эффект химической реакции, термохимическое уравнение, выход продукта реакции, растворимость веществ, кристаллогидраты);
• алгоритмы решения основных типовых задач, предусмотренных данной программой;
• практическую значимость производимых расчетов, области их применения;
• правила техники безопасности при работе в химическом кабинете

После изучения данного элективного курса учащиеся должны уметь:

• анализировать условие задачи, и на основе анализа составлять краткую запись ее содержания, применяя общепринятые условные обозначения физических величин и химические формулы;
• составлять алгоритмы решения задач, и по ним решать задачи, предусмотренные данной программой;
• составлять план экспериментального решения расчетно – практических задач;
• правильно оформлять решение расчетной задачи и расчетно – практического задания.

Формы организации занятий: лекции с изучением теоретического материала, составлением алгоритмов, опорных конспектов; практикум по решению задач в группах, в парах; индивидуальные домашние проверочные работы; творческие задания. Предусмотрены лабораторные занятия с проведением химического эксперимента. На заключительных занятиях планируется проводить контрольные работы, защиты творческих работ.

Содержание курса.

Введение (1 час) Практическое значение решения расчетных задач по химии.

Классификация химических задач.

Тема 1. (4 часа). Основные понятия и законы химии.

Количество вещества. Моль – единица количества вещества. Молярная масса вещества. Число Авогадро. Закон Авогадро. Молярный объем газов.

Вычисление массы (объема газообразного вещества) по известному количеству и обратная задача.

Вычисление числа частиц (атомов, молекул, ионов) по известному количеству вещества и обратная задача.

Тема 2. (4 часа). Вывод химических формул соединений

Химические формулы.

Вычисление массовых долей элементов по химической формуле.

Вывод химических формул соединений:

• по степеням окисления элементов;
• по данным анализа;
• по массовым долям элементов.

Относительная плотность газов. Вычисление относительной молекулярной массы газообразных веществ по относительной плотности газов. Вычисление молярной массы газообразного вещества по его плотности.

Тема 3. (3 часов) Окислительно-восстановительные реакции

Определение степени окисления элементов. Окисление и восстановление. Окислитель и восстановитель. Расстановка коэффициентов методом электронного баланса. Составление окислительно-восстановительных реакций.

Тема 4. (9 часов) Расчеты по химическим уравнениям.

Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения.

Вычисление массы веществ или объема газов по известному количеству вещества одного из вступивших в реакцию или получающихся веществ.

Расчет массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, по данным об исходных веществах, одно из которых взято в избытке.

Расчет объемных отношений газов при химических реакциях.

Вычисление массовой ( объемной) доли выхода продукта реакции от теоретически возможного выхода. Решение комбинированных задач.

Тема 5. (3 часа) Тепловой эффект химической реакции.

Тепловой эффект химической реакции

Экзо – и эндотермические реакции.

Термохимические уравнения (ТХУ).

Расчеты по ТХУ. Составление ТХУ по известному значению выделившейся (поглощенной) теплоты, по количеству и массе исходных веществ.

Тема 6. (8 часов) Растворы и смеси.

Чистые вещества и смеси.

Состав воздуха.

Вычисление массовой (объемной) доли компонентов смеси.

Вычисление массы или объема продукта реакции по известной массе или объему исходного вещества, содержащего примеси.

Растворы. Понятие о растворимости веществ. Растворимость веществ в воде.

Кривые растворимости – иллюстрация зависимости коэффициента растворимости от температуры. Способы выражения концентрации растворов (процентная, молярная, титр.).

Вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе.

Способы повышения и понижения концентрации растворов.

Тема 7. (2 часа) Зачет.

Зачетное занятие Анализ выполнения заданий зачёта.

Ожидаемые результаты:

• Успешное обучение в последующих классах;
• Знание основных законов и понятий химии и их оценивание;
• Умение проводить не только простейшие расчёты, но и расчеты требующие необходимой базы знаний;
• Умение ориентироваться среди различных химических реакций, составлять необходимые уравнения, объяснять свои действия;
• Успешная самореализация школьников в учебной деятельности.

Календарно - тематическое планирование курса, всего 34 часа (1 час в неделю)

РЕКОМЕНДАЦИИ К ОЦЕНИВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА

Итоговый зачет по всему элективному курсу можно оценить по критериям:

• выполнение практикума, контрольных работ
• активное участие в подготовке и проведении семинаров, дискуссий, практических работ
• защита рациональных способов решения задач
• выполнение ученического проекта
• зачет по решению задач

Литература для учащихся:

1. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. «Сборник задач и упражнений по химии для средней школы» [Текст] / Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко. – Москва.: Новая волна, 2006 – 224с.
2. Гольдфарб Я.Л., ХодаковЮ.В., Додонов Ю.Б. «Задачник 8-11 классы»-Москва: Дрофа, 1990-271с.
3. Варавва Н.Э. «Химия в схемах и таблицах. Эффективная подготовка к ЕГЭ»- Москва: Эксмо,2013-2008с.

Литература для учителя:

1. Хомченко Г.П. « Общая химия» [Текст] / Г.П.Хомченко. Москва: Высшая школа,1998- 465с.
2. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. « Сборник задач и упражнений по химии для средней школы».[Текст] / Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко.- Москва: Новая волна, 2002.- 198с
3. Гаврусейко Н.П. «Проверочные работы по неорганической химии»,Дидактический материал для 8 класса, пособие для учителя.-Москва: Просвещение,1990г-64с.
4. Кузьменко Н.Е. « Сборник задач по химии с решением 8-11 кл» [ Текст] / Н.Е. Кузьменко, В.В.Ерёмин. - Москва.: Изд-во Новая волна, 2003.- 640с.
5. Штемплер Г.И.,Хохлова А.И. «Методика решения расчетных задач по химии 8-11» Пособие для учителя. – Москва: Просвещение, 2000-208с.

Список интернет-сайтов для учащихся:

www.alleng.ru 

school-collection.edu.ru

http://www.hemi.nsu.ru/

http://www.alhimikov.net/

www.xumuk.ru 

schoolchemistry. 

http://hemi.wallst.ru/

http://ru.wikipedia.org/wiki/Всероссийская_олимпиада_школьников_по_химии

Приложение

Темы творческих работ.

Дальтониды и бертоллиды.

Виды топлива. Способы определения теплотворной емкости топлива.

История открытия состава воздуха.

Дисперсные системы: классификация и значение в природе.

Кристаллогидраты в быту, в химической лаборатории, в природе.

Алгоритм решения задач на вычисление массы (объема) продукта реакции, если одно из исходных веществ дано в избытке.

1. Запись краткого условия задачи.
2. Запись уравнения реакции.
3. Надписание над формулами веществ в уравнении реакций данных условия задачи.
4. Определение мольных отношений, мольных масс (М), масс веществ (m) и надписание их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
5. Определение массы вещества, которое расходуется в реакции полностью, т.е. в недостатке.
6. Определение массы, количества или объема искомого вещества.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на вычисления, связанные с использованием понятия «выход продукта реакции».

1. Запись краткого условия задачи.
2. Запись уравнения реакции.
3. Надписание над формулами веществ в уравнении реакций данных условия задачи.
4. Определение мольных отношений, мольных масс (объемов) и масс (объемов) веществ и запись их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
5. Определение теоретического выхода искомого вещества по уравнению реакции.
6. Вычисление массовой доли практического выхода продукта в процентах то теоретически возможного.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на вычисление массы (объема) продукта реакции, если исходное вещество содержит примеси.

1. Запись краткого условия задачи.
2. Определение массы чистого вещества, исходя из содержания массовой доли (%) примесей в исходном материале.
3. Запись уравнения реакции.
4. Надписание над формулами веществ в уравнении реакций данных условия задачи.
5. Определение мольных отношений, мольных масс (М), масс веществ (m), молярных объемов (Vm) и объемов (V) и надписание их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
6. Определение объема (или массы) искомого вещества.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы вещества по относительной плотности и массовой доли элемента в соединении

1. Запись краткого условия задачи.
2. Нахождение относительной молекулярной массы искомого вещества.
3. Нахождение простейшей формулы искомого вещества.
4. Нахождение относительной молекулярной массы по простейшей формуле искомого вещества.
5. Сравнение относительных молекулярных масс, найденных по истинной и простейшей формулам искомого вещества.
6. Нахождение истинной формулы искомого вещества.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы вещества по массе (объему) продуктов сгорания

1. Запись краткого условия задачи.
2. Нахождение относительной молекулярной массы искомого вещества.
3. Нахождение массы искомого вещества.
4. Нахождение масс элементов в исходном веществе.
5. Определение, входит ли еще какой-либо элемент в состав искомого вещества. Если входит, то определяют его массу.
6. Определение простейшей формулы искомого вещества.
7. Нахождение истинной формулы искомого вещества.
8. Запись ответа задачи.

Тема: Расчеты по химическим формулам.

Занятие №

Тема: Определение формулы соединения по массовым долям элементов.

Цель: познакомить обучающихся с алгоритмом решения задач на вывод формулы вещества по массовым долям элементов в данном веществе.

Ход и содержание занятия.

Оргмомент. Цели и задачи занятия.

1. Алгоритмы решения задач.

Учитель знакомит с алгоритмом решения задач по данной теме.

Алгоритм можно представить в виде слайдов и демонстрировать через мультимедийный проектор.

Задача № 1. (исходное вещество является бинарным)

Массовые доли серы и кислорода в оксиде серы равны соответственно 40 и 60%. Определите простейшую формулу этого оксида.

Дано:

ω (S) = 40 % (0,4)

ω (O) = 60 % (0,6)

_________________

Формула вещества - ?

Алгоритм решения 1.

1) Пусть масса исходного оксида равна 100 г, т. е. т (оксида) = 100 г.

2) Вычислим массы серы и кислорода:

m(S) = m(оксида) × ω (S), m(S) = 100 × 0,4 = 40;

m(O) = m(оксида) × ω (O), m(O) = 100 × 0,6 = 60.

3) Вычислим количество вещества атомных серы и кислорода:

n(S) = m(S) : M(S), n(S) = 40 : 32 = 1,25 моль;

n(O) = m(O) : M(O), n(O) = 60 : 16 = 3,75 моль.

4) Рассчитаем соотношение количеств веществ серы и кислорода:

n(S) : n(O) = 1,25 : 3,75

5) Разделим правую часть равенства на меньшее число (1,25 примем условно за 1).

n(S) : n(O) = 1 : 3 ⇒ простейшая формула вещества SO3

6) Ответ: простейшая формула вещества SO3.

Алгоритм решения 2.

1) Пусть исходная формула SхOу,

где х - число атомов серы, у - число атомов кислорода.

2) Вычислим количество атомов каждого вида в молекуле вещества:

x = ω (S) : Ar (S) x(S) = 40 : 32 = 1,25

y = ω (O) : Ar (O) x(O) = 60 : 16 = 3,75

3) Рассчитаем соотношение числа атомов серы и кислорода в молекуле:

х (S) : у(O) = 1,25 : 3,75

4) Разделим правую часть равенства на меньшее число (1,25 примем условно за 1).

х(S) : у(O) = 1 : 3 ⇒ простейшая формула вещества SO3

5) Ответ: простейшая формула вещества SO3.

Задача № 2. (исходное вещество содержит три элемента)

В состав химического соединения входят натрий, фосфор и кислород. Массовые доли элементов составляют ( % ): натрия — 34,6; фосфора — 23,3; кислорода 42,1. Определите простейшую формулу соединения.

Дано:

ω (Na) = 34,6 % (0,346)

ω (Р) = 23,3 % (0,233)

ω (O) = 42,1 % (0,421)

____________________

Формула вещества - ?

Алгоритм решения

1) Пусть масса исходного соединения равна 100 г, т. е. m (вещества) = 100 г.

2) Вычислим массы натрия, фосфора и кислорода:

m(Na) = m (Na) × ω (Na); m (Na) = 100 × 0,346 г = 34,6 г;

m(Р) = m(P) × ω (Р); m (Р) = 100 × 0,233 г = 23,3 г;

m (О) = m (O) × ω (О); m (О) = 100 × 0,421 г = 42,1 г.

3) Определяем количества веществ атомных натрия, фосфора и кислорода:

n (Na) = m(Na) : M(Na); n (Na) = 34,6 : 23 = 1,5 моль;

n(P) = m(P) : M(P); n(P) = 23,2 : 31 = 0,75 моль;

n(O) = m(O) : M(O); n(O) = 42,1 : 16 = 2,63 моль

4) Находим отношение количеств веществ:

n(Na) : n(Р): n(O) = 1,50 : 0,75 : 2,63.

5) Разделим правую часть равенства на меньшее число (0,75):

n(Na) : n(Р): n(O) = 2 : 1 : 3,5.

Так как в формулах соединений обычно используют целочисленные коэффициенты, то теперь правую часть равенства необходимо умножить на два:

n(Na) : n(Р): n(O) = 4 : 2 : 7 ⇒ простейшая формула соединения Na4Р2O7.

6) Ответ: простейшая формула соединения Na4Р2O7.

3. Решение задач по предложенному алгоритму.

Обучающиеся по желанию решают задачи на доске. Учитель помогает, дополняет, отвечает на возникающие вопросы.

№ 1. Массовая доля хлора в хлориде фосфора составляет 77,5 %.

Определите простейшую формулу хлорида. (Ответ: PCl3.)

№ 2. Некоторая кислота содержит водород (массовая доля 2,2%), иод (55,7%) и кислород (42,1%). Определите простейшую формулу этой кислоты. (Ответ: Н5I06)

№ 3. Образец соединения фосфора и брома массой 81,3 г содержит фосфор массой 9,3 г. Определите простейшую формулу этого соединения. (Ответ: РВг3.)

4. Задание на дом.

Пользуясь алгоритмами, решите задачи любым способом.

№ 1. Определите простейшую формулу соединения алюминия с углеродом, если известно, что массовая доля алюминия в нем составляет 75%. (Ответ: А14С3.)

№ 2. Определите простейшую формулу соединения калия с марганцем и кислородом, если массовые доли элементов в этом веществе составляют соответственно 24,7, 34,8 и 40.5%. (Ответ: КМпО4.)

Тема: Вычисления по химическим формулам

Занятие №

Тема: Вывод формулы вещества по массовым долям элементов его образующих и относительной плотности данного вещества.

Цель: познакомить обучающихся с алгоритмом решения задач данного вида, рассмотреть примеры решения задач, закрепить навыки проведения математических расчетов.

Ход и содержание занятия.

1. Оргмомент. Цели и задачи занятия.
2. Рассмотрение алгоритма решения задач данного вида.

Алгоритм решения задач:

1. Краткая запись условия задачи.

2. Нахождение относительной молекулярной массы искомого вещества.

3. Нахождение простейшей формулы искомого вещества.

4. Нахождение относительной молекулярной массы по простейшей формуле искомого вещества.

5. Сравнение относительных молекулярных масс, найденных по истинной и простейшей формуле искомого вещества.

6. Нахождение истинной формулы искомого вещества.

7. Запись ответа задачи.

Справочник формул:

Mr (газа 1) = D (газа 2) × M (газа 2)

Газ 1 – искомое вещество

Газ 2 - воздух, водород, кислород, азот, углекислый газ и т. д.

D (возд.) = Mr (газа 1) : Mr (возд.), Mr (возд.) = 29

D (H2) = Mr (газа 1) : Mr (H2)

D (O2) = Mr (газа 1) : Mr (O2)

D (N2) = Mr (газа 1) : Mr (N2)

D (CO2) = Mr (газа 1) : Mr (CO2)

Например:

Вычислите относительную плотность угарного газа (CO) по воздуху.

D (возд.) = Mr (CO) : Mr (возд.), Mr (возд.) = 29

D (возд.) = 28 : 29 = 0,966

Рассмотрим пример решения задачи.

Задача № 1. Выведите формулу газообразного соединения, массовая доля азота в котором 82,36 %, а водорода — 17,64 %. Относительная плотность его по водороду 8,5.

Ответ: аммиак

Дано:

ω (N) = 82,36 %

ω (H) = 17,64 %

D (H2) = 8,5

______________

Формула вещества - ?

Решение.

1. Вычислим относительную молекулярную массу искомого вещества:

Mr (в-ва) = D (H2) × M (H2) = 8,5 × 2 = 17.

2. Найдем простейшую формулу искомого вещества:

1) Пусть исходная формула NхHу,

где х - число атомов азота, у - число атомов водорода.

2) Вычислим количество атомов каждого вида в молекуле вещества:

x = ω (N) : Ar (N) x (N) = 82,36 : 14 = 5,88

y = ω (H) : Ar (H) x (H) = 17,64 : 1 = 17,64

3) Рассчитаем соотношение числа атомов серы и кислорода в молекуле:

х (N) : у (H) = 5,88 : 17,64

4) Разделим правую часть равенства на меньшее число (5,88):

х (N) : у (H) = 1 : 3 ⇒ простейшая формула вещества NH3,

3. Вычислим относительную молекулярную массу по простейшей формуле искомого вещества:

Mr (NH3) = 14 + 3 =17

4. Сравним относительные молекулярные массы найденные по истинной и простейшей формуле искомого вещества:

Mr (NH3) : Mr (в-ва) = 17 : 17 = 1

5. Найдем истинную формулы искомого вещества:

Так как соотношение масс равно 1, истинная и простейшая формулы совпадают - NH3.

5. Запишем ответ задачи.

3. Решение задач по алгоритму.

№ 1. Выведите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором составляет 25%. Относительная плотность углеводорода по кислороду 0,5.

№ 2. Выведите формулу газообразного соединения, массовая доля кремния в котором 87,5%, а водорода — 12,5%. Относительная плотность его по кислороду 1.

№ 3. Выведите формулу газообразного соединения, массовая доля вольфрама в котором 61,745%, а фтора — 38,255%. Относительная плотность его по водороду 149.

IV.Задание на дом.

Решите задачи:

№ 1. Выведите формулу газообразного соединения, массовая доля азота в котором 30,43%, а кислорода — 69,57%. Относительная плотность его по кислороду 1,44.

№ 2. Выведите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором составляет 20%. Относительная плотность углеводорода по воздуху 1,035.

Тема: Расчеты по химическим формулам

Практикум.

Тема: Решение задач на вывод формулы вещества по массовым долям элементов.

Цель: совершенствовать навыки решения задач данного типа с использованием алгоритма, отработка навыков проведения расчетов по формулам.

Ход и содержание занятия.

I. Оргмомент. Цели и задачи занятия.

II. Актуализация ранее полученных знаний.

Повторение алгоритма решения задач.

1) Пусть исходная формула AхBу,

где х - число атомов элемента А, у - число атомов элемента В.

2) Вычислим количество атомов каждого вида в молекуле вещества:

x = ω (А) : Ar (А) x(А) = z

y = ω (В) : Ar (В) x(В) = d

3) Рассчитаем соотношение числа атомов в молекуле:

х (A) : у(B) = z : d

4) Разделим правую часть равенства на меньшее число (примем его условно за 1).

х (А) : у (В) = z : d ⇒ простейшая формула вещества AzBd

5) Ответ: простейшая формула вещества AzBd

III. Решение задач с использованием алгоритма.

Обучающиеся решают задачи на доске по желанию. Можно выполнять работу самостоятельно, не обращаясь к решению на доске. Учитель исполняет роль консультанта.

Задача № 1. В состав химического соединения входят: натрий (34,6 %), фосфор (23,3 %) и кислород (42,1 %). Выведите простейшую формулу этого соединения.

Ответ: Na4P2O7 — пирофосфат натрия.

Задача № 2. В состав химического соединения входят: натрий (32,43 %), сера (22,55 %) и кислород (45,02 %). Выведите простейшую формулу этого соединения.

Ответ: сульфат натрия

Задача № 3. В состав химического соединения входят: водород (2,2 %), иод (55,7 %) и кислород (42,1%). Выведите простейшую формулу этого соединения.

Ответ: Н5IO6 — йодная кислота

Задача № 4. В состав химического соединения входят: калий (56,52 %), углерод (8,7 %) и кислород. Выведите простейшую формулу этого соединения.

Ответ: карбонат калия.

Задача № 5. В состав химического соединения входят: водород, сера (32,65 %) и кислород (65,3 %). Выведите простейшую формулу этого соединения.

Ответ: серная кислота.

Тема: Растворы.

Алгоритм решения задач по теме «Количественная характеристика растворов».

Цель: познакомить учащихся с алгоритмами решения задач по количественной характеристике растворов.

Оборудование: справочник формул.

Ход занятия:

Задача 1.

Сероводород объемом 14 мл растворили в воде массой 500 г (н.у.). Вычислите массовую долю сероводорода в растворе.

Дано: Решение:

V (H2S) = 14мл

= 0,014 л 1.Вычислим m (H2S) в 14 мл.

m (H2O) = 500 г m = n × M

ω - ? n = V / Vm= 0, 014 л : 22,4 л/моль = 0,000625 моль.

n = V / Vm= 0, 014 л : 22,4 л/моль = 0,000625 моль.

M = 0,000625моль × 34 г/моль = 0,0213 г.

2. Вычислим массу раствора.

m (p-p)= m (в-ва)+m (р-ля) = 500+0,0213 = 500,0213 г.

3. Вычислим массовую долю вещества в растворе.

ω = m (в-ва) : m (р-ра) = 0,0213 : 500,0213 = 0,0000424 %.

Ответ: 0, 0000424 %.

Задача 2.

Рассчитайте мольные доли спирта и воды в 96%-ном растворе этилового спирта.

Дано:

C2H5OH (р-р)

ω (C2H5OH) = 96 %

N(спирта) = ?

N(воды) = ?

Решение:

1.Вычислим количества вещества спирта и воды, содержащихся в 96 %-ном растворе.

100 г р-ра содержат 96 г спирта и 4 г воды.

n = m : M.

n (спирта) = 96 г : 46 г/моль = 2, 9 моль.

n (воды) = 4 г : 18 г/моль = 0, 222 моль.

2. Вычислим мольную долю каждого вещества в растворе.

N(x) = n(x) : (n(x) + n(s)), где

n(x) – количество растворенного вещества,

n(s) – количество растворителя

N(спирта) = 2,09 : (2, 09 + 0, 222) = 0, 9.

N(воды) = 0, 222 : (2, 09 + 0, 222) = 0, 096.

Ответ: N(спирта) = 0, 9; N(воды) = 0, 096.

Задача 3.

Имеется 30%-ный раствор азотной кислоты, плотностью 1,2 г/мл. Какова молярная концентрация этого раствора?

Дано:

HNO3 (р-р)

ω (HNO3) = 30 %

ρ (HNO3) = 1,2 г/мл

с (р-ра) -?

Решение:

1.Пусть объем раствора 1 л. Вычислим массу данного раствора.

m (р-ра)= V(р-ра) × ρ = 1000 мл × 1,2 г/мл = 1200 г.

2. Вычислим количество вещества азотной кислоты в растворе.

n = m : M.

m (HNO3) = m (р-ра) × ω % : 100 % = 1200 г × 30 % : 100 %= 360 г.

n (HNO3)= 360 г : 63 г/моль = 5,7 моль.

3. Вычислим молярную концентрацию кислоты.

с (р-ра) = n : V = 5,7 моль : 1 л = 5,7 моль/л.

Ответ: с (р-ра) = 5,7 моль/л.

Задача 4.

При 600С насыщенный раствор нитрата калия содержит 52,4 % соли. Найдите растворимость соли при этой температуре.

Дано:

KNO3 (р-р насыщ.)

ω (KNO3) = 52,4 %

t0 = 600C

s (KNO3) - ?

Решение:

1.Растворимость(s) рассчитывается на 100 г воды.

52,4% показывают, что в 100 г раствора находятся 52,4 г соли и 47,6 г воды.

2. Вычислим растворимость нитрата калия.

s = (m(в-ва) : m(р-ля)) × 100.

s = (52, 4 г : 47,6) × 100 = 110 г.

Ответ: s(KNO3) = 110 г.

Задача 5.

Смесь, в состав которой входили 10 мл метана, 30 мл водорода, 50 мл кислорода, 20 мл азота взорвали и привели к н.у. Определите состав газовой смеси ( %) после взрыва, считая, что пары воды конденсируются в жидкость.

(Ответ: ϕ (CO2) = 22, 2%; ϕ (O2) = 33,3 %; ϕ (N2) = 44, 4%).

Тема: Растворы

Задачи для домашнего тренажера.

1. Из 400 г 50%-ного раствора серной кислоты выпарили 100 г воды. Чему равна массовая доля серной кислоты в оставшемся растворе?

2. К 50 г 20%-ного раствора хлорида калия прибавили 15 г 8%-ного раствора нитрата серебра. Каковы массовые доли веществ в полученном растворе?

3. В стакан налили 200 мл воды (плотность воды 1 г/мл). Определите объем раствора сульфата натрия, массовая доля которого 12% и плотность 1,11г/мл, который надо долить в стакан, чтобы получить раствор с массовой долей сульфата натрия 2%?

4. Какова будет массовая доля азотной кислоты в растворе, если к 40 мл 96%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,5 г/мл) прилить 30 мл 48%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,3 г/мл)?

5. Определите молярную концентрацию азотной кислоты, полученной смешиванием 40 мл 96%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,5 г/мл) прилить 30 мл 48%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,3 г/мл), если полученный раствор имеет плотность 1,45 г/мл?

6. Из 500 г 40%-ного раствора сульфата железа (II) при охлаждении выпало 100 г его кристаллогидрата (кристаллизуется с 7 молекулами воды). Какова массовая доля вещества в оставшемся растворе?

Раздел «Растворы»

Практическая работа

Тема: «Зависимость растворимости веществ от температуры, природы растворителя, природы растворяемого вещества».

Цель: изучить влияние различных факторов на растворимость веществ.

Метод: исследовательская практическая работа.

Оборудование: термометр, спиртовка, асбестовая сетка, штатив, стаканы на
100 мл, мензурка, весы, разновесы, шпатели, стеклянные палочки с наконечниками, поваренная соль, сахар, бензол, этанол, дистиллированная вода.

Инструктивная карта:

1. Выявление влияния температуры на растворимость веществ.

1) Приготовьте по 2 навески (по 50 г каждая) поваренной соли и сахара.

2) В 2 стакана налейте по 50 мл дистиллированной воды при температуре 200С.

3) В воду поместите по навеске каждого из веществ, перемешайте. Отметьте, полостью ли растворились вещества.

4) В 2 стакана налейте по 50 мл дистиллированной воды. Нагрейте воду до 1000С.

5) В воду поместите по навеске каждого из веществ, перемешайте. Отметьте, полостью ли растворились вещества.

6) Сделайте вывод о влиянии температуры на растворимость веществ.

2. Выявление влияния природы растворителя на растворимость вещества.

1) Приготовьте 2 навески поваренной соли (по 20 г).

2) В один стакан налейте 50 мл дистиллированной воды, а во второй 50 мл этанола.

3) В каждый стакан поместите навеску соли, перемешайте.

4) Определите природу растворителя (полярный или неполярный) и его влияние на растворимость вещества.

3. Выявление влияния природы вещества на его растворимость.

1) В один стакан налейте 50 мл дистиллированной воды, а во второй 50 мл этанола.

2) Отмерьте 2 пробы бензола (по 5 мл).

3) В каждый из стаканов прилейте пробу бензола, перемешайте.

4) Определите природу вещества и влияние природы вещества на его растворимость.

4. Сделайте общий вывод о влиянии различных факторов на растворимость веществ.

5. Оформите отчет о проделанной работе в виде таблицы.

№ п/п.

Тема: «Растворы»

Практическая работа

Тема: приготовление растворов веществ с определенной массовой долей растворенного вещества, молярной и нормальной концентрацией.

Цель: закрепить умения учащихся готовить растворы определенной концентрации.

Метод: контрольная практическая работа по вариантам.

Оборудование и реактивы: стаканы (на 100 мл), весы, разновесы, дистиллированная вода, поваренная соль (твердая), нитрат серебра (твердый), спирт, мерной цилиндр.

Инструктивная карта:

1. Приготовить 30 г 3%-ного раствора нитрата серебра в этаноле.

а) Произведите необходимые расчеты: рассчитайте массу растворимого вещества и массу растворителя (ρ(спирта) = 0,9 г/мл).

б) Отвесьте необходимую массу вещества.

в) Поместите вещество в стакан.

г) Отмерьте необходимый объем растворителя.

д) Прилейте его к веществу.

е) Тщательно перемешайте.

ж) Изготовьте этикетку с информацией о растворе.

2. Приготовить 30 мл 0,05М раствора хлорида натрия.

а) Составьте инструктивную карту по выполнению данной работы.

б) Выполните работу согласно инструктивной карте.

3.Оформите отчет по работе.

№ п/п

Приложение

Контрольные материалы

« Расчёты по химическим формулам»

Работа 1: Решение задач на основные законы и понятия химии

1. Относительная атомная масса фтора равна 19. Определите среднюю массу атома фтора (в кг), учитывая, что масса атома углерода равна 1,993∙ 10-26 кг.

2. Плотность галогеноводорода по воздуху равна 4,41. Определите плотность этого газа по водороду и назовите его.

3. Какой объём при н.у. занимают 27∙1021 молекул газа?

Работа 2: Решение задач на основные законы и понятия химии.

1. Сколько структурных единиц содержится в молекулярном иоде массой 50,8 г? 

Отв:1,2∙1023

2. В каком количестве вещества оксида серы (IV) содержится такое же число атомов серы, что и пирите FeS2 массой 24 г?

Отв: 0,4 моль

3. Сколько молекул углекислого газа находится в 1 л воздуха, если объёмная доля СО2 составляет 0,03% (условия нормальные)?

Работа 3 – 4: Решение задач на определение молекулярной формулы веществ

1. В состав химического соединения входят натрий, фосфор и кислород. Массовые доли элементов составляют (%) : натрия – 34,6, фосфора – 23,3 и кислорода 42,1. Определите простейшую формулу соединения.

Отв. Na4P2O7

2. При сжигании 1,7 г неизвестного вещества в кислороде образовалось 2,8г азота и 3,4г воды. Установите формулу вещества, если его молярная масса равна 17г/моль.

Отв: NH3 

3. Определите эмпирическую формулу вещества используемого в пищевой промышленности для придания запаха ананасов, если при сжигании 2,78мг этого соединения образуется 6,32мг СО2 и 2,58мг воды. Молярная масса вещества равна 116г/моль.

Отв: С6Н12О6

4. Молярная масса соединения азота с водородом равна 32 г/моль. Определите формулу этого соединения, если массовая доля азота в нём составляет 87,5%.

Отв: N2H4 

5. 10 г некоторого газа при н. у. занимают объём 5,6 л. Определите молярную и относительную молекулярную массу этого газа.

6. Определите МФ газообразного соединения серы с водородом, если массовая доля серы в нём составляет 94,1%, а масса 1л при н.у. равна 1,52 г.

Окислительно – восстановительные реакции

Работа 5: Расстановка коэффициентов методом электронного баланса

1. KCLO → KCL + KCLO3

2. CL2 + KOH → KCL + KCLO3 + H2O

3. HNO2 → HNO3 + NO + H2O

Работа 6: Расстановка коэффициентов методом электронного баланса

1. K2MnO4 + CO2 → KMnO4 + MnO2 + K2CO3
2. S + KOH → K2S + K2SO3 + H2O
3. S + KCLO3 + H2O → CL2 + K2SO4 + H2SO4

Работа 7: Расстановка коэффициентов методом электронного баланса

1. NaJ + NaJO3 + H2SO4 → J2 + Na2SO4 + …

2.Na2S2O3 + Br2 + NaOH → … + Na2SO4 + H2O

3.HCL + KmnO4 → MnCL2 + KCL + …

Расчёты по химическим уравнениям

Работа 8: Расчёт количества, массы, объёма (газов) одного вещества по известному количеству, массе, объёму другого вещества (с использованием понятия количество в-ва)

1. При разложении воды электрическим током выделился водород (н.у.) объёмом 3,36 л. Вычислите количество и число молекул образовавшегося кислорода.

2. Фосфид кальция Са3Р2 реагирует с водой с образованием фосфина РН3 и гидроксида кальция Са(ОН)2. Составьте уравнение этой реакции. Сколько г. фосфина может получиться из 1,75 г Са3Р2?

3. Какую массу цинка нужно растворить в серной кислоте для получения водорода, которым можно восстановить оксид меди (II) массой 14,4 г.? Учтите, что водород для восстановления нужен в двукратном избытке.

Работа 9: Расчёт количества, массы, объема вещества

1. Определите массу осадка, который образуется при пропускании через раствор, содержащий избыток нитрата серебра, бромоводорода объёмом 6,72л (н.у.).

2.Через раствор, содержащий 60 г. иодида натрия, пропущен хлор. Определите количество образовавшегося иода.

4. Нагрели смесь поваренной соли массой 117 г и 200см3 раствора (ρ=1,727г/см3) с массовой долей серной кислоты 80%. Определите массу и количество выделившегося хлороводорода.

Работа 10: Вычисления с использованием понятия «молярный объём». Закон Авогадро.

1. При пропускании нагретой смеси метана с водяным паром над катализатором получили водород (н.у.) объёмом 5,6 л. Определите объём метана, вступившего в реакцию.

2. При обработке оксида марганца (IV) концентрированной соляной кислотой выделился хлор объёмом 4,48 л (н.у.).Рассчитайте массу кислоты, вступившей в реакцию.

3. Определите массу соли и объём водорода (н.у.), которые получаются при взаимодействии 1,5 моль алюминия с избытком раствора серной кислоты.

Работа 11: Расчёты по химическим уравнениям, если один из реагентов взят в избытке.

1. Сколько молей соли образуется при взаимодействии растворов, содержащих 11,2 г КОН и 20 г HNO3?

2. Для получения хлорида аммония взяли 11,2 л аммиака и 11,4 л хлороводорода (н.у.). Сколько г. продукта реакции образовалось.

3. Какой объём (н.у.) займёт оксид азота(IV), полученный при взаимодействии 2 моль оксида азота (II) и 1,5 моль кислорода?

Работа 12-13: Расчёты по уравнениям реакций по известной массе и объёму исходного вещества, содержащего примеси.

1. Вычислите массу нитрата калия, содержащего 5% примесей, который необходим для получения кислорода объёмом 112 л (н.у.) при термическом разложении соли.

2. При взаимодействии технического натрия массой 50 г с водой выделился газ объёмом 22,4 л (н.у.). Определите массовую долю (%) примесей в техническом натрии.

3. Какая масса кальциевой селитры может быть получена из гидроксида кальция массой 148 г, в котором массовая доля посторонних примесей составляет 8%.

Работа 14: Вычисления по уравнениям реакций с использованием понятий массовая и объёмная доля выхода продукта.

1. При окислении 34 кг аммиака было получено54 кг оксида азота (II). Вычислите выход оксида азота (в %) от теоретически возможного.

2. Какой объём аммиака (н.у.) можно получить из 214 г хлорида аммония,

если массовая доля выхода аммиака составила 95% от теоретически возможного?

3. Из 86,7г нитрата натрия, содержащего 2% примесей, получено 56,7г азотной кислоты. Каков выход азотной кислоты?

Работа 15-16: Расчёты по термохимическим реакциям.

1. По термохимическому уравнению Н2О + SO3 = H2SO4 + 682 кДж

вычислите количество теплоты, которая выделится при обработке водой оксида серы (VI) массой 24 г.

2. По термохимическому уравнению 2Н2 + О2 = 2 Н2О + 571,68 кДж

Вычислите количество теплоты, которая выделится при сгорании водорода объёмом 67,2 л ( н.у.). Рассчитайте, какой объём воздуха (н.у.) для этого потребуется (объёмная доля кислорода в воздухе составляет 20%).

3. По термохимическому уравнению С + О2 = СО2 + 393,5 кДж

Вычислите количество теплоты , которая потребуется при сжигании каменного угля массой 1 т, содержащего 16% примесей.

4. Составьте термохимическое уравнение образования воды (жидкой) из простых веществ, если известно, что при образовании 9 г воды выделяется 123 кДж теплоты.

5. При сжигании 5,6 л угарного газа выделилось 70,5 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

6. При соединении 18 г алюминия с кислородом выделяется 547 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

Работа 17-18: Решение задач на нахождение массового состава смеси веществ

1. При действии соляной кислоты на 7,8 г смеси металлического цинка и оксида цинка выделилось 1,12 л водорода. Каков состав смеси?

2. 8,16 г смеси, состоящей из оксидов магния и алюминия, растворили в щёлочи. При этом образовалось 0,36 г воды. Какова массовая доля (%) оксида магния в смеси?

3. Смесь алюминия и меди массой 12 г обработали раствором соляной кислоты

и собрали водород объёмом 7,4 л при н.у.. Определите массовые доли (в %) каждого металла в смеси.

4. Смесь кремния и угля массой 29 г обработали избытком концентрированного раствора щёлочи. В результате реакции выделился водород объёмом 13,44 л (н.у.). Определите массовую долю (%) кремния в этой смеси.

5. Имеется смесь карбоната и гидрокарбоната натрия. При прокаливании образца смеси массой 60 г выделилась вода массой 2,7 г. Определите массовые доли солей в смеси (в%).

Отв: Na2CO3- 58%, NaHCO3 -42%

6. Имеется смесь порошков металлов никеля, цинка и серебра. Часть этой смеси массой 4,58 г обработали концентрированным раствором щёлочи, получив при этом газ объёмом224 мл. Другую часть той же смеси массой 11,45 г обработали разбавленной серной кислотой. При этом выделился газ, занимающий объём 2,24 л. Определите массовые доли (%) металлов в смеси. Объёмы приведены к н.у.

Отв: 38,65%-Ni ; 14,19%- Zn, 47,16%-Ag

Расчётные задачи по теме «Растворы»

Работа 19: Вычисление концентрации раствора по массе растворённого вещества

1. В воде объёмом 200 мл растворили соль массой 40 г. Определите массовую долю (%) соли в полученном растворе, приняв плотность воды равной 1г/мл.

2. В воде массой 40г растворили железный купорос FeSO4∙ 7H2O массой 3,5г. Определите массовую долю (%) сульфата железа (II) полученном растворе.

3. В растворе массой 100г содержится хлорид бария массой 20г. Какова массовая доля (%) хлорида бария в растворе?

Работа 20-21:Вычисление концентрации раствора по объёму, массе растворителя.

1. Сахар массой 1кг растворили в воде объёмом 5л. Найти массовую долю (%) сахара в этом растворе.

2. В 600г воды растворили аммиак NH3 объёмом 560мл (н.у.). Определите массовую долю (%) аммиака в полученном растворе.

Отв: 0,071%

3. В 72,8мл воды растворили 11,2 л HCL. Вычислите массовую долю(%) HCL в полученном растворе. Отв: 20%

4. 400г раствора, плотность которого 1,5г/мл, содержат 360г растворённого вещества. Вычислите массовую долю (%) в-ва в этом растворе.

Отв:60%)

5. В 500см3 воды растворили 11,2 л хлороводорода (н.у.). Массовая для (в %) хлороводорода в растворе составляет:

а) 7,04 б) 3,52 в) 4,69 г) 8,24

6. В 175г воды растворено 25г медного купороса CuSO4 ∙ 5 H2O. Какова массовая доля (%) сульфата меди в полученном растворе?

Отв: 8%

Работа 22-23. Вычисление концентрации раствора при разбавлении, упаривании, смешивании растворов.

1. При выпаривании 500г 10%-ного раствора хлорида натрия получили раствор массой 200г. Вычислите массовую долю (%) полученного раствора.

2. Определите массовую долю (%) сульфата калия, если 4кг 15%-ного раствора выпарили до 1кг.

3. К 250г 10%-ного раствора поваренной соли прилили 150мл воды. Какова массовая доля (%) соли в полученном после разбавления растворе?

4. К 120г глюкозы с массовой долей 14% прилили 180мл воды. Какова массовая доля (%) глюкозы в полученном растворе?

5. Смешали 200г 50%-ного раствора с 300г 20%-ного раствора. Какова массовая доля (%) получившегося раствора?

6. К 40г раствора фосфата натрия Na3PO4 c массовой долей 8% прилили 20г раствора с массовой долей Na3PO4 5% . Какова массовая доля (%) полученного раствора?

Работа 24-25. Расчёты массы, объёма, количества вещества по известной массе раствора с определённой долей растворённого вещества.

1.Какую массу фосфата калия и воды нужно взять для приготовления раствора с массовой долей K3PO4 8% массой 250г?

2. Какая масса хлорида железа (III) содержится в 20мл раствора с массовой долей FeCL3 40%? Плотность раствора 1,13г/мл.

3. Какие массы воды и нитрата аммония NH4NO3 необходимо взять для приготовления 3л раствора с массовой долей NH4NO3 8% ? Плотность раствора 1,06г/мл.

4. В каком количестве воды следует растворить 90г вещества, чтобы получить 10-процентный раствор?

5. Имеется 90-процентный раствор. Какое количество его нужно взять, чтобы приготовить 500г 20%-ного раствора?

6. Сколько воды надо прибавить к 2кг 60- процентного раствора, чтобы получить 12-процентный раствор?

Работа 26-27. Вычисления по уравнениям реакций, протекающих в растворе.

1.Сколько г. расходуется 5-процентного раствора гидроксида натрия при реакции с 2г хлорида меди(II)?

2. Какая масса раствора с массовой долей гидроксида натрия 4% потребуется для полной нейтрализации соляной кислоты массой 30г с массовой долей HCL 5% ?

3. К 200г раствора с массовой долей нитрата серебра 4,25% прилили 50г раствора с массовой долей бромида натрия 20,6%. Определите количество вещества и массу образовавшегося осадка.

4. К гидроксиду железа (III) массой 10,7г добавили 66,4см3 раствора (ρ=1,1г/см3) с массовой долей хлороводорода 20%. Определите массу образовавшейся воды.

5. Определите объём 20%-ного раствора соляной кислоты (ρ= 1,1г/мл), который потребуется для реакции с 10г карбоната кальция СаСО3.

6. Какая масса осадка образуется, если пропускать оксид углерода (IV) объёмом 280мл (н.у.) через раствор с массовой долей гидроксида бария 0,12 и массой 20г?

Отв:2,46г

Работа 28. Задачи повышенной трудности.

1. Нагрели смесь поваренной соли массой 117г и 200см3 раствора (ρ=1,727г/см3) с массовой долей серной кислоты 80%. Определите объём (н.у.) выделившегося хлороводорода.

2. К 300см3 раствора (ρ=1,083г/см3) с массовой долей хлорида железа(III) 2,5% прилили раствор, содержащий 10,08г гидроксида калия. Образовавшийся осадок отделили от раствора и прокалили до постоянной массы. Вычислите количество вещества и массу твёрдого остатка.

3. Вычислите объём раствора ( ρ=1,11г/см3) с массовой долей азотной кислоты 20% ( р-р считать концентрированным), необходимого для реакции с 6,8г меди с массовой долей примесей 6%.

Химический практикум. Решение комбинированных задач.

Зачёт. Решение комбинированных задач.

1. Смесь оксида углерода (IV) и азота объёмом 1,6л пропустили через известковую воду. Образовался осадок массой 2г. Определите массовую долю азота в смеси.

2. Рассчитайте объём концентрированной серной кислоты (ρ=1,84г/мл) с массовой долей 98%, которую необходимо взять для полного растворения меди массой 10г.

Отв: 17мл

3. Какой объём раствора плотностью 1,33г/мл с массовой доле гидроксида натрия 30% надо прилить к воде объёмом 200мл для получения раствора с массовой долей NaOH 8%? Плотность воды равна 1г/мл.

Отв: 54,7мл

4. К раствору, в котором находится нитрат алюминия массой 42,6г, прилили раствор, содержащий карбонат натрия массой 37,2г. Осадок прокалили. Определите массу осадка после прокаливания.

Отв: 10,2г.

5.Газ, полученный при взаимодействии сульфида железа (II) массой 17,6г с избытком серной кислоты, пропустили через раствор сульфата меди (II) массой 300г. Образовался осадок массой 14,4г. Определите массовую долю (%) сульфата меди (II) в растворе.

Отв: 8%.