Презентация, доклад на тему Стратегия решения олимпиадных задач по химии. Массовая доля. Эквивалент. Вывод формулы вещества

Массовая доля. Эквивалент. Вывод формулы вещества

(группы элементов), входящего в соединение, к общей массе соединения

XxYyZz

ωX =

mсоед

mX

ωZ =

mсоед

mZ

ωY =

mсоед

mY

оксида. Один из них содержит 77,8% железа, другой - 70,0% и третий - 72,4%. Определите формулы оксидов.

оксида. Один из них содержит 77,8% железа, другой - 70,0% и третий - 72,4%. Определите формулы оксидов.

РЕШЕНИЕ:
Запишем формулу оксида железа в общем случае: FexOy.
Найдем отношение х : у и, приводя к целочисленному отношению, определим формулы оксидов.

водородом, имеющего относительную молекулярную массу 32, показал, что массовая доля азота в соединении равна 66%. Верно ли был проведен анализ?

водородом, имеющего относительную молекулярную массу 32, показал, что массовая доля азота в соединении равна 66%. Верно ли был проведен анализ?

РЕШЕНИЕ:
Если химический анализ проведен верно, то молекула данного соединения азота с водородом должна содержать:



Число атомов в молекуле не может быть дробным, поэтому анализ проведен неверно.

массов. части калия; 1,11 массов. части хлора и 2,00 массов. части кислорода. Существуют ли еще вещества того же качественного состава? Что вы можете сказать (на языке формул) об их количественном составе?

массов. части калия; 1,11 массов. части хлора и 2,00 массов. части кислорода. Существуют ли еще вещества того же качественного состава?

РЕШЕНИЕ:
Для нахождения количественного состава разделим массовые части элементов на их относительные атомные массы:


т. е. формула искомого вещества КСlО4 (перхлорат калия).
Эти же элементы содержатся в гипохлорите калия КСlO, хлорите калия КСlО2, хлорате калия КСlO3.

хлора; определите неизвестный металл.

хлора; определите неизвестный металл.

РЕШЕНИЕ:
Формула хлорида в общем виде МеСln , где n - целое; тогда






Титан и магний

имеет следующее массовое соотношение элементов
X : Н : N : О = 12 : 5 : 14 : 48.
Какова формула этой соли?

имеет следующее массовое соотношение элементов
X : Н : N : О = 12 : 5 : 14 : 48.
Какова формула этой соли?
РЕШЕНИЕ:
Пусть формула соли HaNbOcXd. Тогда можно записать соотношение



где Ar(Х) – относительная атомная масса неизвестного элемента.

элементов, один из которых кислород, а два других – неизвестны (обозначим их Х и У). Известно, что массовая доля кислорода в этом соединении равна 0,653, а элемента Х – 0,031. Определите формулу вещества, зная, что атом элемента Х в 31 раз легче атома У, а атом элемента У в 1,93 раза тяжелее атома кислорода.

элементов, один из которых кислород, а два других – неизвестны (обозначим их Х и Y). Известно, что массовая доля кислорода в этом соединении равна 0,653, а элемента Х – 0,031. Определите формулу вещества, зная, что атом элемента Х в 31 раз легче атома Y, а атом элемента Y в 1,93 раза тяжелее атома кислорода.

РЕШЕНИЕ:
Переведём массовые доли элементов в проценты, найдем массовую долю элемента Y. Она равна 31,6%.
Найдём относительную атомную массу элемента Y, она равна 31, значит этот элемент фосфор.
Найдём элемент Х, который в 31 раз легче Y. Установим элемент водород.
Учтём массовые доли элементов:
O : H : P
65, 3 : 16 3,1 : 1 31,6 : 31
Получим соотношения элементов 4 : 3 : 1
Выведем формулу H3PO4 – ортофосфорная кислота

которое в химической реакции может замещать, вытеснять или присоединять 1 в.ч. водорода, 8 в.ч. кислорода или эквивалентное количество другого элемента.

Эквивалентная масса – это количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту.

марганца (IV)

Определить эквиваленты веществ участвующих в реакции:
2NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
MnO4- + 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2O
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

не обязательно пересчитывать объемные единицы в весовые: можно пользоваться эквивалентным объемом (аналогично молярному объему).

Определите эквиваленты газообразных водорода, кислорода, хлора.

же количество какой-либо кислоты нейтрализуется различными количествами двух или большего числа оснований, то количества последних эквивалентьны и нейтрализуются одним и тем же количеством другой кислоты
И.В.Рихтер (1792)
Современная формулировка
Элементы соединяются между собой в весовых отношениях пропорциональных их химическим эквивалентам.

AxBy

+y -x

wA ЭА

wВ ЭВ

=

ЭА = МА/y

ЭВ = МВ/x

=

xMA+yMB

xMA

=

MA

=

y

MA

y

MВ

х

+

ЭA+ЭB

ЭA

ωВ =

xMA+yMB

yMВ

=

MB

=

x

MA

y

MВ

х

+

ЭA+ЭB

ЭB

(н.у.) водорода. Определить эквивалент металла.

(н.у.) водорода. Определить эквивалент металла.

РЕШЕНИЕ:

40 мл 2 моль/экв.л раствора едкого натра. Определите кислоту.

40 мл 2 моль/экв.л раствора едкого натра. Определите кислоту.

РЕШЕНИЕ:

двузарядные ионы, погрузили одну в раствор сульфата меди, другую – в раствор сульфата ртути. Через некоторое время масса первой пластинки уменьшилась на 3,6%, а масса второй пластинки увеличилась на 6,675%. Уменьшение молярной концентрации обоих растворов было одинаковым. Определите название металла

двузарядные ионы, погрузили одну в раствор сульфата меди, другую – в раствор сульфата ртути. Через некоторое время масса первой пластинки уменьшилась на 3,6%, а масса второй пластинки увеличилась на 6,675%. Уменьшение молярной концентрации обоих растворов было одинаковым. Определите название металла

РЕШЕНИЕ:

л CO2 и 0,45 г воды. Определить молекулярную формулу вещества.

л CO2 и 0,45 г воды. Определить молекулярную формулу вещества.
РЕШЕНИЕ:

мл водорода (н. у.). Какой металл вступил в реакцию?

л CO2 и 0,45 г воды. Определить молекулярную формулу вещества.

РЕШЕНИЕ:
Уравнение протекающей реакции:
2Me + 2HOH = 2MeOH + H2↑
Переведём объём водорода в литры: 448 мл – 0,448 л
Найдём количество вещества водорода:
v(H2) = 0,448 л : 22,4 л/моль = 0,02 моль
По уравнению реакции найдём количество вещества щелочного металла:
v(Ме) = 0, 04 моль
Установим молярную массу металла:
М(Ме) = m : v = 3,42 г: 0,04 моль = 85,5 г/моль
По таблице Менделеева установим щелочной металл.
Это рубидий – Rb.
Mr (Rb) = 85,5 г/моль

г было израсходовано 15,12 л (н.у.) кислорода. Полученный газ был окислен в присутствии катализатора, продукт этой реакции растворен в воде и полностью нейтрализован раствором гидроксида натрия. Определите:

а) Какой объем 22%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,24) потребуется для полной нейтрализации водного раствора продукта каталитического окисления?

б) Сульфид какого металла подвергался обжигу?

= 6SO2 + 2Me2O3
2SO2 + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
Следовательно, Me2S3  3H2SO4
Находим атомную массу металла:
(2А+96) г Me2S3 — 4,522,4 л O2
22,5 г Me2S3 — 15,12 л O2.
Отсюда
2А = 22,5(г) 4,5(г) 22,4(л):15,12(л)–96 ,
А=27, это – алюминий.

г H2SO4
22,5 г Al2S3 — m г H2SO4
Отсюда m(H2SO4)=22,5(г) 398(г):150(г)=44,1 г
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
80 г NaOH — 98 г H2SO4
m(NaOH) — 44,1 г H2SO4
Отсюда m(NaOH)=44,1(г)80(г):98(г)=36 г,
mраствора(NaOH)=36(г):0,22=163,64(г),
Vраствора(NaOH)=163,64(г):1,24(г/мл)=132(мл).

с избытком раствора нитрата серебра образовалось 5,64 г осадка. Если такую же навеску галогенида обработать концентрированной серной кислотой с последующим прокаливанием продукта реакции, то получается 2,61 г сухого остатка. Определите состав галогенида щелочного металла.

MNO3
Пусть молярная масса галогенида металла равна (А+х) г/моль, тогда молярная масса галогенида серебра равна (108+х) г/моль.
Отсюда (A+x)/3,57 = (108+x)/5,64 или
5,64A + 2,07x = 385,56
Вторая реакция:
2MHal + H2SO4 = M2SO4 + 2HHal
Отсюда 2(A+x)/3,57 = (2A+96)/2,61 или
5,22х – 1,92А = 342,72
Решая эти два уравнения, получим А=39 (калий), х=80 (бром).
Следовательно в качестве исходного соединения был взят бромид калия.

минерала будет равна: М = А(Те)/ω(Те) = 127,6/0,372 = 343 г/моль. (Если в молекуле присутствует 2, 3, 4 и т.д. атомов теллура, то молярная масса возрастает в соответствующее число раз).
В принципе минерал может быть теллуридом, теллуритом или теллуратом какого-то металла. Необходимо проанализировать все случаи.
Если минерал является теллуридом, то на входящий в него металл приходится 343 – 127,6 = 215,6 г/моль. Эта величина точно соответствует удвоенной атомной массе серебра (107,8×2).
Следовательно, гессит – это теллурид серебра Ag2Te.
(Анализ теллуритов и теллуратов не дает разумных структур).

и 32,47% углерода. Определите простейшую формулу этого соединения. Напишите структурные формулы двух его изомеров, принадлежащих к разным гомологическим рядам.

отношение элементов в соединении будет равно:
(C) : (H) : (Cl) = 2,7 : 3,6 : 1,8 = 3 : 4 : 2



Простейшая формула: C3H4Cl2.
Возможные структурные формулы:

СH2=CH–CHCl2

Cl

Cl

активно реагирует с хлором, образуя хлорид с содержанием металла 25,2% по массе. Хлорид этого металла при обычных условиях жидкость и реагирует с водой.

а) Определите неизвестный металл и напишите формулу его хлорида.

б) Напишите уравнения описанных в условии задачи реакций.

в) Где может применяться свойство хлорида этого металла реагировать с водой.

— 35,5 (г) Cl
Отсюда Э(Ме) = 25,235,5/74,8 = 11,96  12 (г)

Валентность Атомная масса
1 12 (углерод, но он не подходит по условиям задачи)
2 24 (магний, но его хлорид – твердое вещество)
3 36 (нет)
4 48 (титан)
Ti + 2Cl2 = TiCl4 – жидкость, легко гидролизуется;
TiCl4 + 4H2O = Ti(OH)4 + 4HCl
Это свойство применяется для постановки дымовых завес, т.е. при разбрызгивании TiCl4 образуется густой туман.

в щелочи. При этом выделился 1 л газа, для окисления которого потребовался 1 л хлора. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до полного выпадения осадка, который отфильтровали и прокалили. Масса остатка оказалась равной 1,34 г. Определите вещество А и напишите уравнения упомянутых реакций. (Объемы газов измерены при н.у.).

NaOH).
б) кислород (F2 + NaOH).
в) соединение А с водородом (P + NaOH).
Из соотношения объемов выделившегося газа и хлора следует, что этот газ – водород.
При пропускании в раствор СО2 может выпадать карбонат или гидроксид. Оба они при прокаливании могут образовать оксид.
По навеске исходного простого вещества и массе оксида находим эквивалентную массу вещества А:
Э(А) = 0,6248:(1,34–0,624) = 6,97.

в воде, и азотом, т.к. он не реагирует с щелочью. Условию задачи удовлетворяет кремний (Аr = 28).

Уравнения реакций:
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2.
H2 + Cl2 = 2HCl.
Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3 + Na2CO3.
H2SiO3 = H2O + SiO2.

и массой 3,28 г опустили в раствор соляной кислоты. При этом выделилось 1,2 л водорода (н.у.) и осталось 0,28 г нерастворившегося остатка. Этот остаток обработали разбавленной азотной кислотой и получили раствор голубого цвета.

а) Определите, какой металл является основным компонентом монеты.

б) Обсудите состав нерастворимого в соляной кислоте вещества.

в) Для чего служит это второе вещество?

выделяют из кислоты 1,2 (л) водорода, а 1 экв – 11,2 (л), тогда ЭМе = 3 (г)11,2 (л)/1,2 (л) = 28 (г).
Атомная масса металла:
Валентность Атомная масса
1 28 (нет)
2 56 (железо)
3 84 (нет)
4 112 (кадмий, но у него нет валентности 4)
Вторым компонентом сплава является медь, на что указывает цвет раствора после реакции с азотной кислотой.
Уравнения реакций: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2,
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)3 + 2NO + 4H2O
Медь вводят в состав монеты для придания ей привычного желтоватого оттенка.

в стакан и добавили 100 г раствора азотной кислоты. После окончания реакции остаток отфильтровали и получили чистый 12,00%-ный раствор нитрата Х. При добавлении 10 мл этого раствора к 100 мл раствора сульфата аммония выпадает осадок, в котором содержание Х на 24,5% меньше, чем в исходном веществе. При добавлении 10 мл этого раствора к 100 мл раствора аммиака выпадает осадок, в котором содержание Х только на 7% меньше, чем в исходном веществе.

1. Предложите максимально простой, но обоснованный способ однозначного определения Х.

2. Рассчитайте массовую долю HNO3 в растворе азотной кислоты.

исходя из его массовой доли в образовавшемся сульфате. Массовая доля Х в сульфате равна 92,83–24,5=68,33; отсюда: Э(Х)/Э(SO4) = 68,33/(100–68,33). Э(Х) = 103,6. Элемент Х – это свинец. Представим исходное соединение в виде PbnYm, где Y–произвольная группа атомов. Определим Э(Y): Э(Y)/Э(Pb)=(100–92,83)/92,83. Отсюда Э(Y) = 8. Очевидно, что Y – это кислород.
При добавлении к PbO азотной кислоты прошла реакция:
PbO + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + H2O
Обозначим через х массовую долю азотной кислоты, тогда (HNO3)=x/63, a (PbO)=(Pb(NO3)2)=x/126. Отсюда m(PbO) = 1,771x a m(Pb(NO3)2)=2,629x. Масса полученного раствора равна 100+1,771х, а концентрация Pb(NO3)2 = 2,629/(100+1,771х) = 0,1200.
Отсюда х = 4,967%.