Задачи на пластинки

Задачи на пластинки.

Основа решения таких задач – материальный баланс. Но составляется он не только для раствора, но и для самой пластинки. Если мы помещаем в раствор соли металла А пластинку из металла В, и металл В вытесняет металл А из соли, то с пластинки уходит часть металла В. При этом на пластику осаждается вытесненный металл А. Примерная суть материального баланса для пластинки:

Начальная масса пластинки — масса прореагировавшего металла В + масса образовавшегося металла А = конечная масса пластинки.

Обратите внимание! В задачах на пластики чаще всего добавляемый металл вступает в реакцию только частично, т.е. не полностью. Вступает в реакцию неизвестная его часть.

Задача 1. Медную пластинку массой 50,00 г поместили в раствор хлорида ртути(II). Масса пластинки после реакции оказалась равной 52,74 г. Сколько меди растворилось?

Решение:

Записываем уравнение реакции:

Cu  +  HgCl2  →   Hg   +   CuCl2

Находим количество меди в пластинке:

ν(Сu) = m(Cu)/M(Cu) = 50,00 г/ 64 г/моль = 0,78 моль

Из условия задачи мы понимаем, что медь вступила в реакцию не полностью, а частично. Обозначим количество прореагировавшей меди, как х моль:

ν(Сu) = x моль, 

а масса прореагировавшей меди равна 64х г:

m(Cu)прореаг = ν(Сu)·M(Cu) = х моль · 64 г/моль = 64х г.

Тогда количество образовавшейся ртути также будет равно х моль.

ν(Hg) = x моль.

А масса образовавшейся ртути равна:

m(Hg) = ν(Hg)·M(Hg) = х моль · 201 г/моль = 201х г.

Записываем уравнение материального баланса для пластинки:

mпластинки исх.  – m(Cu)прореаг. + m(Hg) = mпластинки конечн.

Составляем уравнение:

50 – 64х + 201х = 52,74.

Решаем его, находим х:

137х = 2,74,

х = 0,02 моль

Следовательно, масса прореагировавшей меди равна:

m(Cu)прореаг = ν(Сu)·M(Cu) = 0,02 моль · 64 г/моль = 1,28 г.

Ответ: масса растворившейся меди равна 1,28 г.

 

Задача 2. Железную пластинку массой 20,4 г поместили в раствор сульфата меди (II), масса раствора 100 г. Через некоторое время масса пластинки оказалась равной 22,0 г. Вычислите массу меди, выделившейся на пластинке, и массовую долю сульфата железа(II) в растворе после реакции.

3. Железную пластинку поместили в 150 мл раствора сульфата меди с ω1(CuSO4) = 16% (плотность раствора 1,18 г/мл). В результате реакции масса пластинки увеличилась на 0,8 г. Вычислите массовую долю CuSO4 в растворе после реакции.

4. После погружения железной пластинки в 200 мл раствора с массовой долей CuSO4 14,5% (плотность раствора 1,16 г/мл) её масса в результате реакции увеличилась на 0,4 г. Определите массовые доли веществ в растворе после реакции.

5. Железную пластинку массой 5 г поместили в раствор сульфата меди с ω1(CuSO4) = 12,5%, масса раствора 64 г. Через некоторое время количество
сульфата меди в растворе уменьшилось вдвое. Какой стала масса пластинки? Вычислите массовые доли веществ в полученном растворе.

6. Железную пластинку массой 10 г погрузили в раствор с ω1(CuSO4) = 16%, масса раствора 150 г. Определите, какой стала масса пластинки после реакции, в результате которой содержание сульфата меди в растворе уменьшилось до ω2(CuSO4) = 7,5%. Какова массовая доля FeSO4 в полученном растворе?

7. Цинковые опилки массой 13 г поместили в раствор сульфата никеля (II) массой 280 г. Через некоторое время металлические опилки отфильтровали, высушили и взвесили. Их масса оказалась равной 11,8 г. Определите массовую долю сульфата цинка в фильтрате.

8. Железную пластинку поместили в раствор сульфата меди (II) массой 150 г. Через некоторое время масса пластинки увеличилась на 0,6 г, а массовая доля CuSO4 в образовавшемся растворе (ω2) стала равной 5%. Определите массовую долю CuSO4 в исходном растворе (ω1).

9. Цинковые опилки массой 15 г поместили в 250 мл 1,2 M раствора нитрата меди (II). Через некоторое время концентрация ионов Cu2+ в растворе уменьшилась в 2 раза. Определите молярную концентрацию ионов Zn2+ в растворе после реакции. Какой стала масса металлических опилок?

10. Медную пластинку на некоторое время погрузили в 125 мл 1,2 M раствора нитрата серебра. В результате концентрация ионов Cu2+ в растворе оказалась равной 0,1 моль/л. Какой стала концентрация нитрата серебра? Какая масса серебра выделилась на пластинке, и как изменилась масса пластинки?

Пишите свои вопросы по задачам с пластинками в комментариях.

Как решать задачи на электролиз

Накануне ЕГЭ по химии 4 июня 2018 года в интернете замелькали фотографии с задачками на электролиз и на порции. Причем вместе взятые. Напомню, что ранее задачи на электролиз в реальных экзаменационных заданиях не встречались.

Листочки выглядят примерно так:

Все это наводит на мысли, что задания реального ЕГЭ снова слили в интернет до экзамена. Что ж, завтра посмотрим.

Ну а пока хотелось бы напомнить, как решают задачи на электролиз и на порции.

Задача 1. 

При проведении электролиза 500 г 16% раствора сульфата меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. Вычислите массу 20%-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

Решение.

Во-первых, составляем уравнение реакции электролиза раствора сульфата меди. Как это делать, подробно описано в статье Электролиз.

2CuSO4   +   2H2O   →   2Cu   + 2H2SO4 + O2

Находим массу чистого сульфата меди:

m(CuSO4) = mраствора*ω(CuSO4) = 500*0,16 = 80 г

Количество вещества сульфата меди:

ν(CuSO4) = m/M = 80/160 = 0,5 моль

Видно, что на аноде должно выделиться 0,25 моль газа, или 5,6 л.

Однако, в условии сказано, что выделилось только 1,12 л газа. Следовательно, сульфат меди прореагировал не полностью, а только частично.

Находим количество и массу кислорода, который выделился на аноде:

ν(O2) = V/Vm = 1,12/22,4 = 0,05 моль,

m(O2) = ν*M = 0,05*32 = 1,6 г.

Следовательно, в электролиз вступило 0,1 моль сульфата меди.

В растворе осталось 0,4 моль сульфата меди. При этом образовалось 0,1 моль серной кислоты массой 9,8 г и 0,1 моль меди выпало в осадок (масса меди 6,4 г).

При этом масса полученного раствора после электролиза  mр-ра2 равна:

mр-ра2 = 500 – 1,6 – 6,4 = 492 г

Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. При этом количество растворенных веществ поменялось. Зато не поменялась их массовая доля. Надем массовую долю сульфата меди ω(CuSO4)и серной кислоты ω(H2SO4) в растворе, который остался после электролиза:

m(CuSO4)ост = ν*M = 0,4*160 = 64 г

ω(CuSO4)2 = m(CuSO4)2/*mр-ра2 = 64/492 = 0,13 = 13%

ω(H2SO4) = m(H2SO4)/*mр-ра2 = 9,8/492 = 0,02 = 2%

Найдем массу и количество серной кислоты и массу сульфата меди в порции массой   mр-ра3 = 98,4 г, которую мы отобрали:

m(CuSO4)3 = ω(CuSO4)2*mр-ра3 = 0,13*98,4 = 12,79 г

m(H2SO4)2 = ω(H2SO4)*mр-ра3 = 0,02*98,4 = 1,97 г

ν(CuSO4) = m/M = 12,79/160 = 0,08 моль

ν(H2SO4) = m/M = 1,97/98 = 0,02 моль

Чтобы осадить ионы меди, гидроксид натрия должен прореагировать и с серной кислотой в растворе, и с сульфатом меди:

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2H2O

В первой реакции израсходуется 0,04 моль гидроксида натрия, во второй реакции 0,16 моль гидроксида натрия. Всего потребуется 0,2 моль гидроксида натрия. Или 8 г чистого NaOH, что соответствует 40 г 20%-ного раствора. Таким образом, ответ на листочках, распространяемых в интернете, слегка не верный.

 

Другие задачи на электролиз:

2. Электролиз 282 г 40%-ного раствора нитрата меди (II) остановили после того, когда масса раствора уменьшилась на 32 г. К образовавшемуся раствору добавили 140 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.

3. При проведении электролиза 340 г 20%-ного раствора нитрата серебра (I) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1, 12 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 79,44 г. Вычислите массу 10%-ного раствора хлорида натрия, необходимого для полного осаждении ионов серебра из отобранной порции раствора.

4. При проведении электролиза 312 г 15%-ного раствора хлорида натрия процесс прекратили, когда на катоде выделилось 6,72 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 58,02 г. Вычислите массу 20%-ного раствора сульфата меди (II), необходимого для полного осаждения гидроксид-ионов из отобранной порции раствора.

5. Электролиз 640 г 15%-ного раствора сульфата меди (II) остановили после того, когда масса раствора уменьшилась на 32 г. К образовавшемуся раствору добавили 400 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.

6. При проведении электролиза 360 г 18,75% раствора хлорида меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 4,48 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 22,2 г. Вычислите массу 20 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

7. При проведении электролиза 624 г 10%-ного раствора хлорида бария процесс прекратили, когда на катоде выделилось 4,48 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 91,41 г. Вычислите массу 10%-ного раствора карбоната натрия, необходимого для полного осаждения ионов бария из отобранной порции раствора.

8. При проведении электролиза 500 г 16%-ного раствора сульфата меди (II) процесс прекрати, когда на аноде выделилось 1,12 л газа. К образовавшемуся раствору прибавили 53 г 10%-ного раствора карбоната натрия. Определите массовую долю сульфата меди (II) в полученном растворе.

 

 

Досрочный ЕГЭ по математике-2018

Доступны для скачивания реальные КИМ (варианты) досрочного ЕГЭ по математике от 30 марта 2018 года.

Скачать реальные варианты КИМ ЕГЭ по математике можно здесь:

Профильный экзамен

Базовый экзамен

Ответы по профильный и базовый варианты ЕГЭ не прилагаются.

Досрочный ЕГЭ по химии-2018

Доступны для скачивания варианты КИМ досрочного ЕГЭ по химии-2018 от 26 марта 2018 года:

Основная волна

Вариант резервного дня

Обратите внимание! Задания вариантов досрочного экзамена не похожи на задания вариантов основной волны ЕГЭ по химии. Скачать реальные варианты ЕГЭ по химии-2018 можно по ссылкам выше абсолютно бесплатно.

Тренировочная работа по химии в формате ЕГЭ 9 февраля 2018 года

Доступна для скачивания тренировочная работа по химии в формате ЕГЭ 09.02.2018.

Бесплатно скачать варианты тренировочной работы по химии 9 февраля 2018 года можно здесь.

Обратите внимание!!

Задание 4 включает вопросы не только по типам химической связи, но и по типам кристаллической решетки:

Из предложенного перечня выберите два вещества молекулярного строения.
1) CaCO3              2) Cl2                 3) SiF4                4) BaF2                5) KOH

 

Очередной, неприятный вопрос 26 по практической химии, на знание лабораторной химии:

Бюретка – это прибор, который используют для точного измерения объемов веществ. Например, при титровании:

Объем жидкости измеряется по нижней границе жидкости (по нижнему мениску).

Аппарат Киппа – это прибор, который используют для лабораторного получения углекислого газа.

Бюкс –  это емкость с крышкой, которая используется при исследованиях, связанных с высушиванием и взвешиванием сыпучих материалов

Задание 29 — расчетная задача. В данном варианте нам попалась задача на электролиз:

Сначала, как обычно, решение задачи мы начинаем с составления уравнение процесса электролиза раствора сульфата меди:

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2 + 2H2SO4

Определяем количество вещества кислорода:

ν(O2) = V/Vm = 3,36 л/ 22,4л/моль = 0,15 моль

По уравнению реакции определяем, что количество вещества меди в 2 раза больше, чем количество вещества кислорода:

ν(Cu) = 2⋅ν(O2) = 0,3 моль

Массу меди определяем из количества вещества меди:

m(Cu) = ν(Cu)⋅M(Cu) = 0,3 моль⋅64 г/моль= 19,2 г

 

Удачи!

Тренировочная работа по ХИМИИ 11 класс 30 ноября 2017 года

Доступны для бесплатного скачивания варианты тренировочной работы по химии для 11 классов 30 ноября 2017 года.

Скачать бесплатно варианты работы можно здесь.

Публикую решение некоторых заданий:

Вариант ХИ10201. Задание 32.

Задание. При нагревании смеси нитрита натрия и хлорида аммония выделился газ, который пропустили над нагретым магнием. При добавлении воды к полученному твёрдому веществу выделился другой газ, который пропустили над нагретым оксидом меди(II), в результате чего последний превратился в вещество красного цвета. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Решение.

NaNO2 + NH4Cl = NaCl + N2 + H2O

N2 + 3Mg = Mg3N2

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3

 2NH+ 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O

Более подробно про окислительно-восстановительные реакции вы можете прочитать здесь.

Тренировочная работа по ХИМИИ 11 класс 26 октября 2017 года

Варианты тренировочной работы по химии в формате ЕГЭ от 26 октября 2017 года можно скачать бесплатно здесь.

А работа-то оказалась непростой. Как и все варианты от ФИПИ, в общем-то. Такие варианты содержат немало сюрпризов. И неплохо подходят для оценки собственных сил. Если вы с этой работой не справились или написали на низкий балл — это знак, что надо что-то менять в подготовке — записаться на курсы, пойти заниматься к репетитору и т.д. Потому что подготовиться за 1 месяц и даже за 5 месяцев на приличный балл к химии не получится — экзамен довольно сложный. К слову, у меня остались последние 2 места в мини-группах по химии (очно и дистанционно) — приглашаю на желающих на занятия.

Рассмотрим решения некоторых заданий второй части, вариант ХИ10101:

Для выполнения заданий 30 и 31 используйте следующий перечень веществ: гидрокарбонат натрия, йодид калия, сульфат меди(II), хлороводород, сульфид цинка. Допустимо использование водных растворов веществ.

Задание 30. Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция, и запишите уравнение этой реакции. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Из предложенного списка веществ окислительно-восстановительная реакция возможна между йодидом калия и сульфатом меди (II):

4KI-1 + 2Cu+2SO4 = 2Cu+1I + I20 + 2K2SO4

Окислитель — Cu+2SO4 за счёт Cu+2

Восстановитель — KI за счёт I

Более подробно про окислительно-восстановительные реакции читаем здесь.

Задание 31. Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения этой реакции.

Решение. Реакции ионного обмена возможны между гидрокарбонатом натрия и хлороводород, или хлороводородом и сульфидом цинка. Возможны и другие варианты. Внимание! При решении варианта ЕГЭ в ответах необходимо указать только один вариант.

Взаимодействие гидрокарбоната натрия с хлороводородом, молекулярное, полное ионное и сокращённое ионное уравнения:

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2

Na+ + HCO3 + H+ + Cl = Na+ + Cl + H2O + CO2

HCO3 + H+ = H2O + CO2

Взаимодействие сульфида цинка с хлороводородом, молекулярное, полное ионное и сокращённое ионное уравнения:

ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S

ZnS + 2H+ + 2Cl = Zn2+ + 2Cl + H2S

ZnS + 2H+ = Zn2+ + H2S

Задание 32. Магний растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделение газа не наблюдалось. К полученному раствору добавили избыток щёлочи и нагрели, в результате выпал осадок и выделился газ. Осадок отфильтровали и прокалили. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Решение. При взаимодействии магния с разбавленной азотной кислотой выделение газа не наблюдалось, потому что азот восстановился до нитрата аммония. Более подробно про свойства азотной кислоты читаем здесь.

4Mg0 + 10HN+5O3 = 4Mg+2(NO3)2 + N-3H4NO3 + 5H2O

Щёлочь взаимодействует и с нитратом магния, и с нитратом аммония по механизму ионного обмена. Какую взять щёлочь? Любую, раз это специально не указано. Лучше всего — гидроксид калия или натрия.

Mg(NO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaNO3

NH4NO3 + NaOH = NH3 + H2O + NaNO3

Осадок — гидроксид магния. При нагревании нерастворимые гидроксиды и некоторые соли распадаются на соответствующий оксид и воду:

Mg(OH)2 = MgO + H2O 

Отзыв

Спасибо Виктору Николаевичу за самые интересные, плодотворные и результативные занятия по химии!
В мини-группе всегда была дружественная, приятная обстановка, поэтому на занятия ходила с огромным удовольствием.

Очень благодарна репетитору за профессионализм, уникальные материалы и за то, что сделал подготовку к ЕГЭ увлекательной, а атмосферу на занятиях незабываемой! Благодаря эффективной совместной работе, я с легкостью написала ЕГЭ на высокий балл и поступила в МГМУ им. Сеченова на бюджет!

Саша Зиядова, студентка МГМУ им. Сеченова, 98 баллов на ЕГЭ по химии

Проекты демонстрационных вариантов ЕГЭ-2018

На сайте fipi.ru опубликованы проекты демонстрационных вариантов ЕГЭ-2018, спецификации и кодификаторы. Скачать демонстрационные версии ЕГЭ по химии, физике, математике и другим предметам бесплатно можно по ссылке:

http://www.fipi.ru/ege-i-gve-11/demoversii-specifikacii-kodifikatory

В проекте профильного демонстрационного варианта по математике в 2018 году никаких изменений пока нет. Это не может не радовать.

В демонстрационном варианте ЕГЭ по химии-2018 есть небольшие изменения. В блоке сложных задач с развернутым ответом задание на составление уравнения окислительно-восстановительной реакции заменили на 2 новых задания плюс изменился порыдок нумерации заданий (ну да это технические мелочи).

Задание номер 30 раньше выглядело примерно так:

В общем-то, задание было довольно стандартным, и не менялось уже много лет.  Для ешения этого задания требовались навыки составления ОВР, понимание взаимосвязи разных классов неорганических веществ, и умение считать.

Однако есть все шансы, что в этом году задание разобьют на два новых. Первое задание осталось под номером 30. Теперь оно выглядит примерно так:

То есть составить реакцию нужно, выбрав вещества самостоятельно из списка. Необходимо еще и выбрать среду самостоятельно. А это предполагает более глубокое понимание окислительно-восстановительных реакций, умение определять вещества-окислители и восстановители без уравнения реакции. А это навык, который у большинства школьников, по моим наблюдениям, очень хромает. Тем не менее, специальные тренажеры позволяют освоить этот навык без труда. Еще один минус нового формата — неоднзначность выбора. Даже в приведённом списке веществ можно выбрать несколько вариантов для составления ОВР, например: сульфит с перманганатом в щелочной среде или в нейтральной среде. Как будут учитывать эти варианты организаторы, станет понятно в течение года. Скорее всего, будут засчитывать любой верный вариант ответа.

И новое задание 31, на тему «Ионные уравнения химических реакций«:

Требуется выбрать из приведённого списка вещества, которые вступают в реакцию ионного обмена, и составить уравнение реакции, полное ионное и сокращённое ионное уравнения. В этом задании большинство школьников также испытывают трудности. Например, расписывают распад на ионы слабых элеткролитов, таких как сероводород H2S или плавиковая кислота HF, хотя эти вещества — слабые электролиты, а слабые электролиты практически не распадаются на ионы, поэтому в ионных уравнениях записываются в виде молекул.