Поиск по базе сайта:
Учебно-методическое пособие издательство томского университета icon

Учебно-методическое пособие издательство томского университета




НазваУчебно-методическое пособие издательство томского университета
Сторінка1/9
Дата конвертації13.07.2013
Розмір1.32 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9





Л.Н. МИШЕНИНА, С.А. КУЗНЕЦОВА, Л.В. ЦЫРО


ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

ДЛЯ ЗАОЧНОЙ ШКОЛЫ «ЮНЫЙ ХИМИК»


9–11 классы


Учебно-методическое пособие


ИЗДАТЕЛЬСТВО ТОМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2007

УДК 54(076.1):087.5

ББК 24

М71


Мишенина Л.Н., Кузнецова С.А., Цыро Л.В.

М71 Задачи и упражнения для заочной школы «Юный химик». 9–11 классы: Учеб.-мет. пособие. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2007. – 85 с.


ISBN 2-1211-1007-2


Учебно-методическое пособие предназначено для учащихся 9–11 классов средних общеобразовательных школ по профилю «химия». В пособии содержится большое количество задач, которые позволяют учащимся закрепить знания, полученные во время теоретических занятий. Задачи подобраны в виде индивидуальных заданий, содержащих по 4 варианта.

В течение обучения учащимся заочной школы «Юный химик» предлагается выполнение 3 заданий. Для успешного выполнения заданий необходимо тщательно проработать теоретический материал. Критерий его усвоения – это умение применять полученные знания при решении качественных и расчетных задач.

Учебно-методическое пособие может быть использовано для подготовки к химическим олимпиадам различного уровня.


УДК 543(076.1):087.5

ББК 24


Рецензент:

Батырева В.А., канд. хим. наук, доцент


ISBN 2-1211-1007-2 ©Томский государственный университет

СОДЕРЖАНИЕ


ЗАДАНИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 9 КЛАССА 4

ЗАДАНИЕ 1 4

Примеры решения задач 4

Задачи для самостоятельного решения 8

ЗАДАНИЕ 2 10

Примеры решения задач 10

Задачи для самостоятельного решения 17

ЗАДАНИЕ 3 20

Примеры решения задач 20

Задачи для самостоятельного решения 27

ЗАДАНИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10 КЛАССА 31

ЗАДАНИЕ 1 31

Примеры решения задач 31

Задачи для самостоятельного решения 35

ЗАДАНИЕ 2 37

Примеры решения задач 37

Задачи для самостоятельного решения 41

ЗАДАНИЕ 3 44

Примеры решения задач 44

Задачи для самостоятельного решения 48

ЗАДАНИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 11 КЛАССА 53

ЗАДАНИЕ 1 53

Примеры решения задач 53

Задачи для самостоятельного решения 58

ЗАДАНИЕ 2 60

Примеры решения задач 60

Задачи для самостоятельного решения 65

ЗАДАНИЕ 3 70

Примеры решения задач 70

Задачи для самостоятельного решения 78

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 83

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 84



^

ЗАДАНИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 9 КЛАССА




ЗАДАНИЕ 1



Задание включает материал по химии элементов по теме «Водород. Галогены», а также по общей химии по темам «Растворы. Способы выражения содержания растворенного вещества», «Электролитическая диссоциация». Для выполнения задания необходимо рассмотреть химию водорода и элементов семнадцатой группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, ознакомиться с понятиями «массовая доля растворенного вещества» и «молярная концентрация», изучить теорию электролитической диссоциации, вспомнить основные понятия химии и расчеты по уравнениям химических реакций.


^

Примеры решения задач




Пример 1.

Колба с 250 г хлорной воды выставлена на солнечный свет. Выделившийся газ собран, его объем оказался равным 0,112 л (н. у.). Какова концентрация исходного раствора хлора (в % по массе)? Какой газ выделился из хлорной воды?


Дано:

m (хл. в.) = 250 г

V (газ) = 0,112 л (н. у.)

M (Cl2) = 71 г/моль

Найти:

 (Cl2)


Решение:

При растворении хлора в воде происходит образование хлорноватистой кислоты:

Cl2 (г) + 2H2O (ж) ⇄ Cl- (водн.) + Н3О+ (водн.) + HClO (водн.).

На свету хлорноватистая кислота разлагается с образованием газообразного кислорода:

2HClO (водн.) = 2Cl- (водн.) + Н+ (водн.) + O2 (газ).

Суммарное уравнение процесса имеет вид:

2Cl2 (г) + 2H2O (ж) = 4Cl- (водн.) + 4Н+ (водн.) + O2 (газ).

Рассчитаем количество выделившегося кислорода:

(моль).

По уравнению реакции 1 моль кислорода соответствует 2 молям хлора, следовательно, количество прореагировавшего хлора равно 0,01 моль (5 10-3  2). Тогда масса хлора составляет:

m = M  n = 35,5  0,01 = 0,71 (г).

Если принять, что весь хлор, содержащийся в хлорной воде, прореагировал, то массовая доля хлора равна:

(%).

Ответ:  (Cl2) = 0,28 %, выделившийся газ – кислород.


Пример 2.

Твердое кристаллическое соединение, состоящее из одновалентного металла и одновалентного неметалла, энергично реагирует с водой и водными растворами кислот с выделением водорода. При взаимодействии с водой этого вещества массой 2,4 г выделился водород объемом 2630 мл, измеренный при 37 С и давлении 9,8104 Па, а раствор приобрел щелочную реакцию. Определите состав вещества и напишите уравнения реакций его взаимодействия с водой и соляной кислотой.


Дано:

m (MЭ) = 2,4 г (М – металл, Э – неметалл)

V2) = 2630 мл = 2,63 л

t = 37 С (T = 310 K)

p = 9,8104 Па

Найти:




Решение:

Э – водород, поскольку только гидриды металлов реагируют с водой и кислотами с выделением водорода. Для определения металла необходимо вычислить молярную массу гидрида.

Определим количество выделившегося водорода. Сначала приведем объем газа к нормальным условиям:

, следовательно, (л).

Рассчитаем количество выделившегося газа:

(моль).

Запишем уравнение реакции взаимодействия гидрида одновалентного металла с водой:

MH + H2O = MOH + H2.

По уравнению реакции 1 моль водорода соответствует 1 молю гидрида, следовательно, в реакцию вступил 1 моль МН.

Вычислим молярную массу гидрида:

(г/моль).

Атомная масса водорода равна 1 г/моль, поэтому атомная масса металла равна 23 г/моль (24 – 1). Этот металл – натрий.

Искомое вещество гидрид натрия – NaH.

Уравнения взаимодействия:

NaH + H2O = NaOH + H2

NaH + HCl = NaCl + H2


Пример 3.

Какой объем раствора с массовой долей серной кислоты 9,3 % (плотность 1,05 г/мл) потребуется для приготовления раствора 0,35 моль/л серной кислоты объемом 40 мл?


^ Дано:

 (H2SO4) = 9,3 %

 = 1,05 г/мл

СМ = 0,35 моль/л

V = 40 мл

M (H2SO4) = 98 г/моль

Найти:

V (р-ра)


Решение:

Вычислим количество вещества серной кислоты, необходимое для приготовления 40 мл 0,35 моль/л раствора. По определению молярной концентрации в 1 л (1000 мл) раствора содержится 0,35 моль серной кислоты, тогда:

0,35 моль – 1000 мл

n моль – 40 мл,

(моль),

то есть для приготовления раствора нужно взять 0,014 моль кислоты.

Вычислим массу 0,014 моль серной кислоты:

m = n  M = 0,014  98 = 1,37 (г)

Определим массу 9,3 %-ного раствора, содержащего 1,37 г серной кислоты:

, тогда

(г).

Вычислим объем раствора:

(мл).

Ответ: V (р-ра) = 14,05 мл.


Пример 4.

Составьте уравнения реакций, протекающих с участием водных растворов электролитов, в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах:

а) между оксидом углерода (IV) и гидроксидом бария;

б) между оксидом кальция и хлороводородной кислотой;

в) между силикатом натрия и хлороводородной кислотой;

г) между иодидом калия и нитратом свинца (II);

д) между сульфидом железа (II) и серной кислотой.


Решение:

а) взаимодействие между оксидом углерода (IV) и гидроксидом бария:

молекулярная форма:

CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O;

ионная форма:

CO2 + Ba2+ + 2OH- = BaCO3 + H2O;

сокращенная ионная форма:

CO2 + Ba2+ + 2OH- = BaCO3 + H2O.

б) взаимодействие между оксидом кальция и хлороводородной кислотой:

молекулярная форма:

CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O;

ионная форма:

CaO + 2H+ + 2Cl- = Ca2+ + 2Cl- + H2O;

сокращенная ионная форма:

CaO + 2H+ = Ca2+ + H2O.

в) взаимодействие между силикатом натрия и хлороводородной кислотой:

молекулярная форма:

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl;

ионная форма:

2Na+ + SiO32- + 2H+ + 2Cl- = H2SiO3 + 2Na+ + 2Cl-;

сокращенная ионная форма:

SiO32- + 2H+ = H2SiO3.

г) взаимодействие между иодидом калия и нитратом свинца (II):

молекулярная форма:

2KI + Pb(NO3)2 = PbI2 + 2KNO3;

ионная форма:

2K+ + 2I- + Pb2+ + 2NO3- = PbI2 + 2K+ + 2NO3-;

сокращенная ионная форма:

2I- + Pb2+ = PbI2.

возможно:

PbI2 + 2KI = K2[PbI4], то есть:

молекулярная форма:

4KI + Pb(NO3)2 = K2[PbI4] + 2KNO3;

ионная форма:

4K+ + 4I- + Pb2+ + 2NO3- = [PbI4]2- + 4K+ + 2NO3-;

сокращенная ионная форма:

4I- + Pb2+ = [PbI4]2-.

д) взаимодействие между сульфидом железа (II) и серной кислотой:

молекулярная форма:

FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S;

ионная форма:

FeS + 2H+ + SO42- = Fe2+ + SO42- + H2S;

сокращенная ионная форма:

FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S.

^

Задачи для самостоятельного решения



Вариант 1


  1. Охарактеризуйте элемент фтор, для этого укажите:

  • положение фтора в периодической системе Д.И. Менделеева, электронную формулу атома фтора;

  • распространенность фтора в природе, изотопы фтора;

  • возможные степени окисления (привести примеры соединений);

  • строение молекулы фтора;

  • физические свойства молекулярного фтора;

  • химические свойства молекулярного фтора;

  • важнейшие соединения фтора и их свойства;

  • получение фтора в лаборатории и промышленности.

  1. Какие объемы хлора и водорода потребуются (н. у.) для получения 1000 кг 37 % (мас.) раствора соляной кислоты?

  2. Остаток, полученный после термического разложения хлората калия KClO3 в присутствии оксида марганца (IV), растворили в воде. К раствору добавили избыток раствора нитрата серебра, получив осадок массой 57,4 г. Какой объем кислорода выделился при разложении KClO3? Объем рассчитайте при н. у.

  3. Как, не применяя электролиза, получить следующие соединения:

NaCl  Cl2  KClO3  HCl  FeCl3?

  1. Какой объем раствора с массовой долей карбоната натрия 0,15 (плотность 1,16 г/мл) надо взять для приготовления раствора 0,45 моль/л Na2CO3 объемом 120 мл?

  2. Могут ли одновременно быть в растворе следующие пары веществ: а) NaOH и P2O5; б) Ba(OH)2 и CO2; в) KOH и HCl; г) CuSO4 и BaCl2; д) AgNO3 и NaCl? Ответ поясните, приведите все необходимые уравнения реакций в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах.


Вариант 2


  1. Охарактеризуйте элемент хлор, для этого укажите:

  • положение хлора в периодической системе Д.И. Менделеева, электронную формулу атома хлора;

  • распространенность хлора в природе, изотопы хлора;

  • возможные степени окисления (привести примеры соединений);

  • строение молекулы хлора;

  • физические свойства молекулярного хлора;

  • химические свойства молекулярного хлора;

  • важнейшие соединения хлора и их свойства;

  • получение хлора в лаборатории и промышленности.

  1. К раствору, содержащему 1,6 г бромида калия, прибавили 5 г технического брома, содержащего примесь хлора. После упаривания смеси было получено 1,155 г твердого остатка. Определите массовую долю (в %) хлора в препарате брома.

  2. Имеются две соли А и В. Одна из них А – оранжевая, хорошо растворимая в воде, ее раствор окрашивает пламя в бледно-фиолетовый цвет. Соль А – окислитель, при ее взаимодействии с восстановителем в кислой среде окраска раствора меняется на зеленовато-фиолетовую. Другая соль В – белая, при нагревании разлагается на газообразные продукты. Раствор соли при взаимодействии с нитратом серебра дает белый творожистый осадок. Соли А и В реагируют между собой. Определите, какие это соли. Рассчитайте молярный состав смеси А и В, при нагревании которой выделилось 2,24 л газа, а в продукте реакции, обработанном водой, было получено 15,2 г оксида металла (III) зеленого цвета, практически нерастворимого в воде.

  3. В двух пробирках налита бромная и йодная вода. Определите опытным путем, в какой пробирке находится йодная вода.

  4. Определите массовую долю хлорида кальция в растворе с концентрацией 1,4 моль/л CaCl2, плотность которого равна 1,12 г/мл.

  5. Напишите в молекулярном и ионном виде уравнения всех возможных реакций между следующими веществами, взятыми попарно: оксид магния, хлороводородная кислота, сульфит натрия, хлорид кальция, нитрат серебра.


Вариант 3


  1. Охарактеризуйте элемент бром, для этого укажите:

  • положение брома в периодической системе Д.И. Менделеева, электронную формулу атома брома;

  • распространенность хлора в природе, изотопы брома;

  • возможные степени окисления (привести примеры соединений);

  • строение молекулы брома;

  • физические свойства молекулярного брома;

  • химические свойства молекулярного брома;

  • важнейшие соединения брома и их свойства;

  • получение брома в лаборатории и промышленности.

  1. Каменная соль одного из месторождений содержит хлорид натрия (массовая доля 96 %), хлорид кальция (0,2 %), хлорид магния (0,2 %) и другие компоненты, не содержащие хлор. Какой объем соляной кислоты с массовой долей HCl 36 % и плотностью 1,18 г/мл можно получить из образца каменной соли массой 5 кг?

  2. Приведите примеры кислот одного и того же элемента Х с формулами HnXOm, HnXOm+1, HnXOm+2, HnXOm+3 (для m = n и m < n); назовите приведенные вещества, сравните силу кислот.

  3. Укажите лабораторные и промышленные способы получения водорода. Назовите наиболее важные области применения водорода в промышленности.

  4. В лаборатории имеется раствор хлорида калия с концентрацией 3 моль/л. Определите его объем, который потребуется для приготовления раствора объемом 200 мл с массовой долей KCl 8 % и плотностью 1,05 г/мл.

  5. В четырех пробирках без надписей находятся растворы следующих веществ: сульфата натрия, карбоната натрия, нитрата натрия и йодида натрия. Укажите, с помощью каких реагентов можно определить, где какая соль находится. Напишите уравнения реакций в молекулярной и сокращенной ионной формах.


Вариант 4


  1. Составьте таблицу сравнительных свойств галогенов:

Галоген

Молекулярная формула простого вещества

Агрегатное состояние в обычных условиях

Формула водородного соединения

Возможные степени окисления в соединениях с кислородом

Формула высшего оксида

Ответьте на вопросы:

    • Как изменяются физические свойства (агрегатное состояние, цвет, температуры плавления и кипения) простых веществ галогенов с ростом относительной атомной массы соответствующих элементов. При ответе используйте различие в электронном строении атомов галогенов. Как изменяется химическая активность галогенов по отношению к водороду? Ответ поясните.

    • Какова формула кислоты, соответствующей высшему оксиду хлора? Составьте уравнения реакций взаимодействия этой кислоты с веществами известных вам классов неорганических соединений (металл, оксид металла, основание, соль).

    • Какими свойствами фтор выделяется среди галогенов? Приведите известные вам реакции, при помощи которых можно определить молекулярный йод и ионы галогенов.

  1. Весь хлороводород, полученный действием избытка серной кислоты на хлорид калия массой 14,9 г, поглотили водой массой 200 г. Определите массовую долю хлороводорода в растворе, если его выход в реакции составил 70 %.

  2. Газ А – бесцветный, с резким запахом, хорошо растворяется в воде. При действии цинка на водный раствор этого газа выделяется горючий газ В, который при пропускании над твердым веществом С черного цвета превращает его в простое вещество красного цвета Д. Что собой представляют вещества А, В, С и Д? Напишите уравнения всех реакций.

  3. Укажите, в виде каких соединений хлор встречается в природе. Приведите способы лабораторного и промышленного получения хлора.

  4. Вычислите, какой объем раствора хлорида натрия с концентрацией 3 моль/л плотностью 1,12 г/мл надо прилить к воде массой 200 г, чтобы получить раствор с массовой долей NaCl 10 %.

  5. Укажите, с помощью каких реагентов можно различить растворы серной, азотной и соляной кислот, находящихся в трех пробирках. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной формах.


  1   2   3   4   5   6   7   8   9



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації