Практична робота № 3

Тема: Практичне застосування розрахункових задач за рівняннями хімічних реакцій. Розв’язування експериментальних задач на розпізнавання неорганічних речовин

Мета: закріпити вміння розв’язувати задачі за рівняннями хімічних реакцій, що вивчалися, розвивати навички та вміння розв’язувати експериментальні задачі, використовуючи знання про властивості основних класів неорганічних сполук; показати значення експерименту в хімічних дослідженнях; виховувати пізнавальний інтерес до хімії; повторити правила техніки безпеки; розвивати навички проведення хімічного експерименту на прикладі реакцій в розчинах електролітів. Виховувати охайність, бережливе ставлення до майна технікуму.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, таблиця розчинності кислот, основ та солей у воді, таблиця якісних реакцій на катіони, аніони.

Перелік питань для теоретичної підготовки

1. Що таке рівняння хімічних реакцій?

2. Які хімічні реакції називаються якісними? Наведіть приклади.

3. Що таке кількість речовини?

4. Наведіть спосіб розрахунку кількості речовини, якщо відома її маса або об’єм?

5. Які реакції називаються реакціями йонного обміну?

6. За яких умов реакції йонного обміну відбуваються до кінця?

7. Який процес називають електролітичною дисоціацією? 8. Яких умов треба дотримуватися при доборі речовин?

1. Розрахункові задачі за рівняннями хімічних реакцій

Задача 1. Яку масу гашеного вапна Са(ОН)₂ можна добути внаслідок взаємодії з водою кальцій оксиду масою 280 г?

Передусім запиши скорочену умову задачі та склади рівняння хімічної реакції.

Дано:

m(СаО) = 280 г

m(Са(ОН)₂) —?

Розв'язування:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

Варіант 1

Прочитай ще раз умову задачі та підкресли відоме (що дано) і невідоме (що треба взнати). Над підкресленими формулами простав вихідні дані з умови задачі:

280 г х

СаО + Н2О = Са(ОН)₂

Під формулами речовин запиши дані, які можна дістати з рівняння реакції:

280 г х

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

М= 40 + 16 = 56 г/моль М= 40 + 32 + 2 = 74 г/моль

v = 1 моль v = 1 моль

m = 1 моль•56 г/моль = 56 г m = 1 моль•74 г/моль = 74 г

Розв'язання задачі будується на використанні прямо пропорційної залежності між кількісними характеристиками величин

З рівняння реакції виходить, що внаслідок взаємодії з водою 56 г СаО можна добути 74 г гашеного вапна Са(ОН)₂, а якщо взяти не 56 г, а 280 г СаО, то можна добути гашеного вапна у стільки разів більше, у скільки 280 г більше за 56 г. Тобто ти бачиш, що між величинами існує пряма пропорційна залежність. Отже, ти можеш скласти пропорцію і розв'язати її:

56 г: 280 г = 74 г: х;

x = (280 г • 74 г)/(56 г) = 370 г.

Відповідь. Унаслідок взаємодії з водою кальцій оксиду масою 280 г, можна добути гашене вапно Са(ОН)₂ масою 370 г (m(Са(ОН)₂) = 370 г).

Варіант 2

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

v = 1 моль v = 1 моль

М= 40 + 16 = 56 г/моль М= 40 + 32 + 2 = 74 г/моль

Обчисли, яку кількість речовини становлять 280 г.

v = m/M; v(CaO)=(280 г)/(56 г/моль) = 5 моль.

З рівняння реакції видно, якщо взаємодіє з водою кальцій оксид кількістю речовини 1 моль, то й утворюється кальцій гідроксид кількістю речовини 1 моль.

Отже, якщо в реакцію вступає кальцій оксид кількістю речовини 5 моль, то й утвориться кальцій гідроксид кількістю речовини 5 моль, тобто:

m = v • М.

m(Са(ОН)₂) = 5 моль • 74 г/моль = 370 г.

Відповідь. Унаслідок взаємодії з водою кальцій оксиду масою 280 г, можна добути гашене вапно Са(ОН)₂ масою 370 г (m(Са(ОН)₂) = 370 г).

Задача 2. Яка кількість речовини нітроген (V) оксиду прореагувала з водою, якщо утворилася нітратна кислота HNО₃ кількістю речовини 10 моль?

Дано:

v(HNО₃) = 10 моль

v(N₂О₅) —?

Розв'язування:

х 10 моль

N₂0₅ + Н₂0 = 2HN0₃

1 моль: х = 2 моль: 10 моль;

х = (1 моль • 10 моль)/(2 моль) = 5 моль

Відповідь. Якщо утворилася нітратна кислота HN03 кількістю речовини 10 моль, то з водою прореагував нітроген(V) оксид кількістю речовини 5 моль (v(N₂₀₅) = 5 моль).

Задача 3. Магній масою 3 г взаємодіє з киснем. Яка кількість речовини магній оксиду утвориться при цьому?

Дано:

m(Mg) = 3 г

v(MgO) —?

Розв'язування:

З г х

2Mg + О₂ = 2MgO

v= 2 моль v = 2 моль

Оскільки відносно магнію виявились різні одиниці вимірювання (грами і молі), треба визначити, яку кількість речовини становлять 3 г магнію:

n = m/M M(Mg) = 24 г/моль;

v(Mg) = (3 г)/(24 г/моль) = 0,125 моль

Рівняння реакції показує, якщо у взаємодію з киснем вступає 2 моль магнію, то утворюється 2 моль MgO. Отже, якщо в реакцію вступає 0,125 моль Mg, то й утворюється 0,125 моль MgO.

Відповідь. Якщо з киснем взаємодіє магній масою 3 г, то утворюється магній оксид MgO кількістю речовини 0,125 моль (v(MgO) = 0,125 моль).

Для розв'язування розрахункової задачі використовуй такий алгоритм:

1. Запиши скорочену умову задачі.

2. Склади рівняння хімічної реакції.

3. Підкресли в рівнянні формули речовин, про які йдеться в умові задачі (відомої і невідомої).

4. Над формулами речовин з умови задачі запиши відому величину й невідому з відповідними одиницями вимірювання (йдеться лише про чисті речовини, без домішок).

5. Під формулами речовин з відомою і невідомою величиною запиши відповідні значення цих величин, знайдені за рівнянням реакції.

6. Склади й розв'яжи пропорцію на підставі двох даних, узятих з рівняння реакції, і двох даних — з умови задачі.

7. Запиши повне формулювання відповіді.

2. Розпізнавання неорганічних речовин

Задача 1. Визначити, яка речовина міститься в кожній з чотирьох пробірок (кристалічні речовини): натрій сульфат, натрій сульфіт, натрій хлорид, натрій карбонат.

Хід роботи

Спочатку кристалічні речовини в 4-ох виданих пробірках необхідно розчинити у воді (речовини розчинні).

Для дослідження цих речовин необхідно взяти чотири чисті пробірки і в кожну з них налити по 2-3 мл розчину з пробірок (з контрольними розчинами, тобто розчинами, які досліджуються).

До цих 4-ох пробірок з робочими розчинами необхідно приливати розчин HCl. В двох з них будуть виділятись гази; один з цих газів матиме різкий запах. Це газ – сульфур (ІV) оксид – SO₂, який утворюється в результаті взаємодії Na₂SO₃ і HCl:

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + SO₂↑

Отже в цій пробірці – Na₂SO₃.

В іншій пробірці виділяється СО₂, отже в пробірці Na2SO₃.

Na₂СO₃ + 2НСl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

До 2-ох пробірок, що залишились слід прилити розчин барій хлориду. В одній з них випаде білий осад. Значить, в пробірці – Na₂SO₄, оскільки реактивом на сульфат – йон SO₄^2- є йон барію Ва²⁺:

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO4↓ + 2NaCl

Визначаємо за правилом виключення вміст 4-ої пробірки: це – NaCl.

Задача 2. В п’яти пронумерованих пробірках містяться розчини речовин: NaI, Cu(NO₃), Fe₂(SO₄)₃, AgNO3, BaCl₂. Не використовуючи інших реактивів визначити речовину в кожній пробірці речовину.

Домашнє завдання. Розв’язати задачі:

1. Визначити масу заліза, який спалили в хлорі, якщо утворилось 8,125 г ферум (ІІІ) хлориду.

2. Наведіть чим більше прикладів хімічних реакцій нейтралізації, які відповідають скороченому йонному рівнянню: H⁺ +OH^- = H₂O. Напишіть повні та скорочені йонні рівняння реакцій.