Как найти избыток кислоты

Методика решения задач
на «избыток–недостаток»
в курсе основной
общеобразовательной школы

Умение решать химические задачи –
важная составляющая знаний по предмету. Согласно
государственному стандарту образования по химии
учащиеся, оканчивающие школу, должны уметь
решать более десятка типов стандартных задач.
Среди них и задачи на «избыток–недостаток».
Предлагаю свой вариант подачи материала по
решению таких задач в курсе химии 9-го класса.
На изучение этой темы отвожу 2–2,5 урока, в
зависимости от уровня способностей учеников
класса. Ознакомление с алгоритмом решения задач
данного типа происходит в рамках изучения темы
«Теория электролитической диссоциации». Однако
если класс сильный, то в рамках эксперимента этот
тип задач иногда изучаем и в конце 8-го класса в
главе «Галогены», а высвободившееся время можно
потратить на изучение органической химии в курсе
9-го класса.
На первом уроке разбираю два типа задач на
«избыток–недостаток»:
одно из двух
вступивших в реакцию веществ дано в избытке;
оба вступивших в
реакцию вещества расходуются на взаимодействие
друг с другом без остатка, т. е. даны в
стехиометрических количествах.
В качестве домашнего задания обязательно
предлагаются две-три задачи, подобные изученным
на уроке.
На втором уроке закрепляю и углубляю изученный
материал, ввожу понятия «процентная
концентрация растворов веществ», вступивших в
реакцию, «плотность растворов». Кроме того,
усложняю задачи, вводя «процентное содержание
примесей в исходном веществе» и т. д. Такой прием
позволяет повторить элементы уже изученного
материала, сэкономить время. В конце второго
урока изучения темы или в начале третьего
провожу небольшую самостоятельную работу на
закрепление изученного материала, включающую
одну-две задачи, причем самостоятельная работа
предлагается в трех уровнях сложности, в
зависимости от способностей ученика.

Урок 1

Решение задач на «избыток–недостаток»

Цели.

  • научить алгоритму решения
    задач нового типа;
  • закрепить навыки устного
    счета;
  • повторить правила расчета
    относительных молекулярных масс веществ;
  • закрепить правила грамотного
    оформления условия задачи;
  • формировать навыки
    химического мышления, логики, а также
    способствовать воспитанию гармоничной,
    всесторонне развитой личности.

ХОД УРОКА

Рассмотрим вариант,
когда одно из вступивших в реакцию веществ дано в
избытке, другое – в недостатке.
Решая химические задачи, следует не забывать о
правилах их грамотного оформления по схеме: дано,
найти, решение, ответ.

ЗАДАЧА 1. На 47 г оксида калия
подействовали раствором, содержащим 40 г азотной
кислоты. Найдите массу образовавшегося нитрата
калия.

Дано:

m(K2O) = 47 г,
m(HNO3) = 40 г.

Найти:

m(КNO3).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы
интересующих нас веществ:

Mr(K2O) = 2Ar(K) + 1Ar(O)
= 2•39 + 1•16 = 94,

Mr(HNO3) = 1Ar(H) + 1Ar(N)
+ 3Ar(O) = 1•1 + 1•14 + 3•16 = 63,

Mr(KNO3) = 1Ar(K) + 1Ar(N)
+ 3Ar(O) = 1•39 + 1•14 + 3•16 = 101.

Для удобства расчета за х1 примем
массу НNО3 и найдем, какое из веществ,
вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в
недостатке.

47/94 = х1/126, х1 = 63 г.

Следовательно, азотная кислота дана в
недостатке, т. к. по условию ее 40 г, а по расчету
необходимо 63 г, поэтому расчет ведем по HNO3:

40/126 = х/202, х = 64 г.

Ответ. m(КNO3) = 64 г.

ЗАДАЧА 2. На 24 г металлического магния
подействовали 100 г 30%-го раствора соляной кислоты.
Найдите массу образовавшегося хлорида магния.

Дано:

m(Mg) = 24 г,
m(р-р HCl) = 100 г,
(HCl) = 30%.

Найти:

m(MgCl2).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы
интересующих нас веществ:

Mr(HCl) = 1Ar(H) + 1Ar(Cl)
= 1 + 35,5 = 36,5,

Mr(MgCl2) = 1Ar(Mg) +
2Ar(Cl) = 24 + 2•35,5 = 95.

Для удобства расчета за х1 примем
массу соляной кислоты и найдем, какое из веществ,
вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в
недостатке.

24/24 = х1/73, х1 = 73 г.

Из расчета видно, что соляная кислота дана в
недостатке, т. к. по условию задачи ее дано 30 г, а
для реакции требуется 73 г. Следовательно, расчет
ведем по соляной кислоте:

30/73 = х/95, х = 39 г.

Ответ. m(MgCl2) = 39 г.

Рассмотрим вариант,
когда оба вступивших в реакцию вещества даны в
стехиометрических количествах, т. е. реагируют
друг с другом без остатка.

ЗАДАЧА 1. На 36 г алюминия подействовали
64 г серы. Найдите массу образовавшегося сульфида
алюминия.

Дано:

m(Al) = 36 г,
m(S) = 64 г.

Найти:

m(Al2S3).

Решение

Примем массу Al за х1 и найдем, какое
из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке,
какое – в недостатке.

х1/54 = 64/96, х1 = 36 г.

В данном случае вещества, вступившие в реакцию,
взяты в стехиометрических количествах, поэтому
расчет можно вести по любому из них:

64/96 = х/150, х = 100 г.

Ответ. m(Al2S3) = 100 г.

ЗАДАЧА 2. На раствор, содержащий 53 г
карбоната натрия, подействовали раствором,
содержащим 49 г серной кислоты. Найдите массу
образовавшейся соли.

Дано:

m(Na2CO3) = 53 г,
m(H2SO4) = 49 г.

Найти:

m(Na2SO4).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы
интересующих нас веществ:

Mr(Na2CO3) = 2Ar(Na)
+ 1Ar(C) + 3Ar(O) = 2•23 + 1•12 + 3•16 =
106.

Mr(H2SO4) = 2Ar(H)
+ 1Ar(S) + 4Ar(O) = 2•1 + 1•32 + 4•16 = 98.

Mr(Na2SO4) = 2Ar(Na)
+ 1Ar(S) + 4Ar(O) = 2•23 + 1•32 + 4•16 =
142.

Примем за х1 массу cерной кислоты,
чтобы узнать, какое вещество дано в избытке,
какое – в недостатке.

53/106 = х1/98, х1 = 49 г.

В данном случае оба вещества взяты в
стехиометрических количествах, поэтому расчет
можно вести по любому из них:

49/98 = х/142, х = 71 г.

Ответ. m(Na2SO4) = 71 г.

Однако учитель, подбирая задачи для решения в
классе, должен помнить, что в некоторых случаях
(например, если кислота или кислотный оксид дан в
избытке) решение задачи не ограничивается
расчетом двух пропорций, т. к. реакция будет
протекать дальше с образованием кислой соли. Это
повысит сложность материала. На первых уроках
при решении задач данного типа я не включаю в
материал задачи на прохождение реакций с
образованием кислых или основных солей.

Домашнее задание

ЗАДАЧА 1. На 200 г 10%-го раствора серной
кислоты подействовали 40 г оксида алюминия.
Найдите массу образовавшейся воды.

Дано:

M(р-р H2SO4) = 200 г,
(H2SO4) =
10%,
m(Al2O3) = 40 г.

Найти:

m2O).

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы
интересующих нас веществ:

Mr(Al2O3) = 2Ar(Al)
+ 3Ar(O) = 2•27 + 3•16 = 102,

Mr(H2SO4) = 2Ar(H)
+ 1Ar(S) + 4Ar(O) = 2•1 + 1•32 + 4•16 = 98,

Mr(H2O) = 2Ar(H) + 1Ar(O)
= 2•1 + 1•16 = 18.

m(H2SO4) = 200•10/100 = 20 г.

Найдем, какое из вступивших в реакцию веществ
дано в избытке, а какое – в недостатке.

х1/102 = 20/294, х1 = 6,94 г.

Из расчета видно, что Al2O3 дан в
избытке, следовательно, расчет ведем по кислоте:

20/294 = х/54, х = 3,67 г.

Ответ. m2O) = 3,67 г.

ЗАДАЧА 2. На 40 г оксида меди(II)
подействовали раствором серной кислоты,
содержащим 49 г безводного вещества. Найдите
массу образовавшейся соли.

Дано:

m(CuO) = 40 г,
m(H2SO4) = 49 г.

Найти:

M(СuSO4).

Решение

Найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию,
дано в избытке, а какое – в недостатке.

х1/80 = 49/98, х1 = 40 г.

Cогласно уравнению данной реакции вещества
взяты в стехиометрических количествах, поэтому
расчет можно вести по любому из них:

40/80 = х/160, х = 80 г.

Ответ. m(CuSO4) = 80 г.

В.А.ДЕМИДОВ,
учитель химии Синегорской
средней школы
(Нагорский р-н,
Кировская обл.)

Решение задач, когда одно из веществ в избытке
(ответы и решения)

Ключевые слова конспекта: расчет массы, объема продукта реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке; решение задач, когда одно из веществ в избытке.


Вещества реагируют друг с другом в строго определенных количествах. Однако исходные вещества для проведения реакции могут быть взяты в любых количествах. Таким образом, одно из реагирующих веществ может оказаться в избытке, а другое — в недостатке. В этом случае необходимо определить, какое из реагирующих веществ находится в избытке, а какое — в недостатке, и дальнейшие расчеты производить по веществу, находящемуся в недостатке. Это обусловлено тем, что вещество, находящееся в недостатке, прореагирует полностью, таким образом, количество вещества данного реагента нам будет точно известно.

Для того чтобы определить, какое из реагирующих веществ находится в избытке, а какое — в недостатке, необходимо вычислить количества вещества реагентов и сравнить их. Если количества вещества реагентов, участвующих в химической реакции, одинаковы, то в избытке будет то вещество, количество которого больше в соответствии с условиями задачи. Например, если в реакцию, уравнение которой Н2 + Сl2 = 2НСl, взять 0,2 моль водорода и 0,15 моль хлора, то в избытке будет водород, а в недостатке — хлор, так как v(H2) > v(Cl2). Расчет количества образовавшегося водорода в этом случае следует вести по количеству вещества хлора.

Если же вещества реагируют в неравных количествах, то для расчета избытка и недостатка следует учитывать коэффициенты в уравнении реакции. Например, для реакции, уравнение которой 2 + O2 = 2Н2O, отношение количества веществ водорода и кислорода, реагирующих друг с другом, имеет следующий вид:

При использовании количеств веществ, соответствующих условию задачи, это выражение превращается в неравенство, которое и показывает, какое из веществ взято в реакции в избытке. Например, если в рассматриваемой реакции использовать 0,2 моль водорода и 0,15 моль кислорода, в недостатке будет водород, несмотря на то что количество вещества его больше. Это следует из соотношения: 1 • v(H2) < 2 • v(O2), или 1 • 0,2 < 2 • 0,15, учитывающего коэффициенты в уравнении реакции.

Таким образом, расчет количества образовавшейся воды в данном случае следует вести по количеству вещества водорода.

Особые трудности возникают в тех случаях, когда в зависимости от того, какой из реагентов в избытке, образуются различные продукты реакции. Например, если углекислый газ взаимодействует с избытком гидроксида кальция, образуется средняя соль — карбонат кальция:
Са(ОН)2 + СO2 = CaCO3 ↓ + Н2O.

Если же в избытке углекислый газ, то в результате реакции образуется кислая соль — гидрокарбонат кальция:
Са(ОН)2 + 2СO2 = Са(НСO3)2.

Поэтому в ряде случаев определение избытка и недостатка следует проводить еще до составления уравнения химической реакции.

В некоторых случаях вещество, взятое в избытке, взаимодействует с одним из продуктов реакции, например при восстановлении магнием оксида кремния (IV) по реакции:

взятый в избытке магний будет взаимодействовать с образовавшимся кремнием:

Такие превращения нужно также учитывать при решении задач.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1.
Сколько граммов поваренной соли образуется при сливании растворов, содержащих 24 г гидроксида натрия и 14,6 г хлороводорода?

Посмотреть РЕШЕНИЕ

 

Ответ. m(NaCl) = 23,4 г.

Задача № 2.
Вычислите массу хлорида железа (III), образующегося при взаимодействии 14 г железа и 5,6 л (н. у.) хлора.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

 

О т в е т. m(FeCl3) = 27,08 г.

Задача № 3.
Водород, полученный при разложении 12,6 г гидрида кальция водой, пропустили над 40 г нагретого оксида меди (II). Определите массу образовавшегося металла.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

 

Ответ. m(Cu) = 32 г.

Задача № 4.
Газ, полученный при взаимодействии 19,8 г сульфата аммония и 32 г 25% -ного раствора гидроксида натрия, смешали с газом, полученным при разложении 24,5 г бертолетовой соли. Газовую смесь пропустили через 73г 5%-ного раствора соляной кислоты. Определите состав смеси газов после прохождения через раствор.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

 


Ответ. V(O2) = 6,72 л, V(NH3) = 2,24 л.

Задача № 5.
Каков состав и какова масса соли, которая образуется при пропускании 26,88 л (н. у.) углекислого газа через 210 г раствора с массовой долей гидроксида калия 24% ?

Посмотреть РЕШЕНИЕ

 

Ответ. m(КНСO3) = 90 г.

Задача № 6.
Смешали 200 г 14% -ного раствора гидроксида натрия и 392 г 10% -ного раствора серной кислоты. Определите массовые доли солей в образовавшемся растворе.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

 

Ответ. ω(NaHSO4) = 2,03%; ω(Na2SO4) = 7,2%.

Задача № 7.
Вычислите массу осадка, который образуется при прибавлении 280 г 20% -ного раствора гидроксида калия к 160,2 г 25%-ного раствора хлорида алюминия.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

Ответ. m(А1(ОН)3) = 15,6 г.

ЗАДАЧИ с КРАТКИМ ОТВЕТОМ

  1. Сколько граммов осадка образуется при взаимодействии 340 г 17,5%-ного раствора нитрата серебра и 109,5 г 20% -ной соляной кислоты?

Ответ. m(AgCl) = 50,2 г.

  1. 29,12 л аммиака (н. у.) пропустили через 160,17мл раствора 30%-ной азотной кислоты (р = 1,18 г/мл). Определите массу образовавшейся соли.

Ответ. m(NH4NO3) = 72 г.

  1. Сколько граммов воды образуется при сжигании смеси, содержащей 56 л водорода (н. у.) и 56 г кислорода?

Ответ. m(Н2O) = 45 г.

  1. Какой объем газа (н. у.) выделится при взаимодействии 24 г смеси алюминия с кремнием, массовая доля алюминия в которой 45%, с 506,1 мл 10% -ного раствора серной кислоты (р = 1,065 г/мл)?

Ответ. V(H2) = 12,32 л.

  1. К 280 г 10%-ного раствора гидроксида натрия добавили 75 г медного купороса. Выпавший осадок отделили и прокалили. Определите массу образовавшегося продукта и назовите его.

Ответ. m(CuO) = 24 г, оксид меди (II).

  1. Через 68 г 4%-ного раствора сероводородной кислоты H2S пропустили газ, образовавшийся при сжигании 0,96 г серы в избытке кислорода. Какова масса образовавшегося осадка?

Ответ. m(S) = 2,88 г.

  1. Нагрели смесь, содержащую 32,5 г цинка и 11,2 г серы. После этого смесь обработали избытком соляной кислоты. Определите объем выделившегося газа (н. у.).

Ответ. V(газа) = 11,2 л.

  1. Газ, образовавшийся при обработке 19,2 г меди 22,79мл 94%-ной серной кислотой (р = 1,83 г/мл), пропустили через 1200 г бромной воды с массовой долей брома 4% . Будет ли раствор бесцветным после пропускания газа?

Ответ. Раствор останется окрашенным.

  1. 10,8 г серебра обработали 72,41 мл 30%-ной азотной кислоты (р = 1,48 г/мл). К полученному раствору добавили 18,72 г 25%-ного раствора хлорида натрия. Найдите массу образовавшегося осадка.

Ответ. m(осадка) = 11,48 г.

  1. Газ, полученный при обработке 26,4 г сульфида железа (II) 73 г 20%-ной соляной кислоты, пропустили через 198,6 г 25% -ного раствора нитрата свинца (II). Определите массу образовавшегося осадка.

Ответ. m(осадка) = 35,85 г.

  1. Определите массу и состав соли, которая образуется при пропускании 15,68 л аммиака (н. у.) через 61,25 г 40% -ного раствора серной кислоты.

Ответ. m((NH4)2SO4) = 33 г.

  1. Какая соль образуется при сливании 177 мл 12%-ного раствора гидроксида натрия (р = 1,13 г/мл) и 194,44 мл 14%-ного раствора фосфорной кислоты (р = 1,08 г/мл)? Какова ее масса?

Ответ. m(Na2HPO4) = 42,6 г.

  1. В 588 г раствора 10%-ной серной кислоты опустили кусочек цинка массой 52 г. Выделившийся водород пропустили при нагревании над 90 г оксида кобальта (II). Найдите массу образовавшегося металла.

Ответ. m(Со) 35,4 г.

  1. Через 224 г 20%-ного раствора гидроксида калия пропустили 13,44 л (н. у.) оксида серы (IV). Вычислите массы солей в полученном растворе.

Ответ. m(K2SO3) = 31,6 г, m(KHSO3) = 48 г.

  1. Какова масса осадка, выделившегося при пропускании 5,6 л (н. у.) углекислого газа через известковую воду, содержащую 11,1 г гидроксида кальция?

Ответ.  m(осадка) = 5 г.

  1. В 200 мл воды растворили 56,8 г оксида фосфора (V). К полученному раствору прибавили

76,9 мл раствора с массовой долей NaOH 40% (р = = 1,43 г/мл). Найдите массовые доли солей в полученном растворе.

Ответ. ω(Na2HPO4) — 11,61%, ω(NaH2PO4) = 10,36%.

  1. Каковы объемные доли газов, образующихся при прокаливании 28,8 г углерода в присутствии 33,6 л кислорода (н. у.)?

Ответ. φ(СО) = 75%, φ(СO2) = 25%.

  1. После прокаливания смеси, содержащей 32,4 г алюминия и 64 г оксида железа (III), ее обработали избытком соляной кислоты. Определите объем выделившегося при этом газа (н. у.).

Ответ. V(газа) = 31,36 л.

  1. Какую массу кремния можно получить, прокаливая 21 г оксида кремния (IV) с 32 г кальция?

Ответ. m(Si) = 8,4 г.

  1. 32,5 г цинка растворили в 240 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. К полученному раствору добавили 204,4 г 25% -ной соляной кислоты. Определите массу полученного осадка.

Ответ. m(осадка) = 39,6 г.


Задачи на количества исходных веществ и продуктов реакции (ответы и решения). Выберите дальнейшие действия:

  • Перейти к следующей теме: 
  • Вернуться к списку конспектов по Химии.
  • Проверить знания по Химии.
  • Купить книгу Задачи по химии и способы их решения. 8-9 кл. / О.С. Габриелян и др. — М.: Дрофа.

Задачи на избыток и недостаток

22-Фев-2014 | комментариев 16 | Лолита Окольнова

Задачи такого типа (точнее, это может быть даже не самой задачей, а частью задачи) есть в части С ГИА, они входят в часть С ЕГЭ, теперь они появились и в части B.

Задачи на избыток и недостаток

задачи на избыток недостаток

Классический пример задачи на избыток и недостаток.

Этапы решения задачи:

1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:

Cu + Hg(NO3)2 → Hg + Cu(NO3)2

2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:

n(Cu) = mAr =3.2 г 63.5 гмоль = 0,05 моль

m(Hg(NO3)2) = mMr = 20 324 = 0,06 моль

3. Сравниваем количество моль веществ и определяем недостаток:

Cu  +  Hg(NO3)2 → Hg + Cu(NO3)2

0,05 моль     0,06 моль

по уравнению реакции меди и нитрат ртути реагируют 1:1, значит, их количество моль тоже должно быть одинаковым

0,05 моль   <  0,06 моль — медь в недостатке

Задачи на избыток и недостаток всегда решаются ПО НЕДОСТАТКУ

Почему по недостатку? Это аналогично вопросу — «сколько целых яблок можно сложить из 5 половинок? «

4. Вычисляем массу продукта по количеству моль, соответствующему недостатку:

Cu  +  Hg(NO3)2 → Hg + Cu(NO3)2

0,05 моль   ——>  0,05 моль

m(Hg)= n*Ar = 0,05 моль * 200 гмоль = 10 г

______________________________________________________________________________________

 Пример задачи на избыток и недостаток,

где вещества в другом соотношении:

Задачи на избыток и недостаток

те же самые этапы решения:

1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:

2N2 + 5O2 = 2N2O5

2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:

n(N2 ) = mMr = 1428=0.5 моль

n(O2) = mMr =1632=0.5 моль

3. Сравниваем количество моль веществ и определяем недостаток:

2N2 + 5O2 = 2N2O5

0.5  моль  0.5 моль

в этом уравнении все не так очевидно, как в предыдущем, поэтому нужно просто прикинуть:

  • если считать по азоту (0.5 моль), то по соотношению коэффициентов (2:5) кислорода должно быть в 2.5 раза больше, т.е. (0.5*2.5) 1,25 моль, а у нас только 0.5, значит, O2  в недостатке;
  • если бы количество моль азота оказалось бы меньше, значит, считали бы по азоту

4. Вычисляем массу продукта по количеству моль, соответствующему недостатку:

m(N2O5) = n*Mr = 2* 0.55  моль * 108 гмоль = 21 г

______________________________________________________________________________________

Есть задачи, очень похожие на задачи избыток-недостаток,

но это задачи на кислые и основные соли:

Задачи на избыток и недостаток

1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:

здесь у нас возможно 2 варианта — образование средней и кислой соли:

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

CO2 + NaOH → NaHCO3

2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:

n(CO2 ) = V22.4 лмоль = 24.9 22.4 = 1,11 моль

n(NaOH)= mMr = 44.440 = 1,11 моль

т.к. количество моль веществ одинаково, то делаем вывод, что реакция протекает по схеме образования кислой соли:

CO2 + NaOH → NaHCO3

4. Вычисляем массу продукта по количеству моль: 

m ( NaHCO3) = n*Mr = 1,11 * 84 = 93,24  г

______________________________________________________________________________________

Задачи на избыток и недостаток не трудные, зачастую они являются частью более сложных задач, поэтому все, что нужно сделать, это натренироваться — порешать как можно больше таких примеров, внимательно уравнивая и работая с коэффициентами.

Обсуждение: «Задачи на избыток и недостаток»

(Правила комментирования)

4.3.5. Расчеты массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси).

Очень часто при проведении реакции между веществами оказывается, что один реагент прореагировал полностью, а другой нет. В таком случае говорят, что вещество, которое полностью израсходовалось, было в недостатке, а то вещество, которое осталось – в избытке. Поскольку избыток реагента не участвует в реакции, количество продукта зависит только от количества вещества, которое было в недостатке.

Предположим, что осуществляется реакция между веществами А и B, которая протекает в соответствии с уравнением:

aA + bB = cC + dD

Для осуществления этой реакции было взято количество вещества A, равное nA, и количество вещества B, равное nB. Определить то, какое вещество в избытке, а какое в недостатке, можно, сравнив выражения:

Решение задач на избыток и недостаток

В зависимости от того, какое выражение окажется меньше, то вещество соответственно и будет в недостатке.

Примечание: распространенной ошибкой является то, что вместо выражений (1) сравнивают просто количества веществ. Так делать категорически не допускается! Если n(A) > n(B), то это еще не значит, что вещество A в избытке!

После того, как будет установлено то, какое вещество было в недостатке, расчеты ведутся по его количеству аналогично рассмотренным в главе 4.3.3.

Пример задачи на избыток и недостаток

Нагрели смесь 54 г алюминия и 80 г серы. Вычислите массу образовавшегося сульфида алюминия.

Решение

Запишем уравнение реакции:

2Al + 3S = Al2S3

Рассчитаем количества веществ алюминия и серы:

n(Al) = m(Al)/M(Al) = 54/27 = 2 моль;

n(S) = m(S)/M(S) = 80/32 = 2,5 моль

Для того чтобы выяснить, какое из исходных веществ в недостатке, разделим количества молей веществ на коэффициенты перед этими веществами в уравнении и сравним рассчитанные выражения:

n(Al)/k(Al) = 2/2 = 1

и n(S)/k(S) = 2,5/3 ≈ 0,833

т.е. n(Al)/k(Al) > n(S)/k(S)

Значит сера в недостатке. Расчеты далее ведем по количеству вещества серы.

Исходя из уравнения реакции

2Al + 3S = Al2S3

следует, что количество прореагировавшей серы и образовавшегося в результате реакции сульфида алюминия связаны выражением:

n(S)/3 = n(Al2S3)/1

где 3 и 1 – коэффициенты перед S и Al2S3 соответственно. Отсюда:

n(Al2S3) = n(S)/3 = 2,5/3 ≈ 0,8333 моль

Следовательно, масса сульфида алюминия будет равна:

m(Al2S3) = M(Al2S3) ∙ n(Al2S3) = 150 ∙ 0,8333 = 125 г

Ответ: m(Al2S3) = 125 г

В случае, если в задаче дается масса реагента, содержащего примеси (mр-та с прим.), прежде всего следует рассчитать массу чистого реагента без примесей (mр-та ). Если дается масса реагента с примесями и указана массовая доля этого реагента ωр-та , то масса чистого реагента рассчитывается по формуле:

4.3.5. Расчеты массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси).

В случае, если вместо массовой доли чистого вещества дается массовая доля примесей, то учитывая, что:

ωр-та + ωприм. = 100%

мы можем записать, что:

4.3.5. Расчеты массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси).

Пример задачи на расчет количества продукта, зная массу реагента с примесями

Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при действии избытка соляной кислоты на технический карбонат кальция массой 150 г, содержащий 10% некарбонатных примесей.

Решение:

Запишем уравнение взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O

Массовая доля примесей в техническом карбонате кальция составляет 10%, значит массовая доля чистого карбоната кальция будет составлять:

ω(CaCO3) = 100% — ω(прим.) = 100% — 10% = 90%.

Масса чистого карбоната кальция будет равна:

m(CaCO3) = ω(CaCO3) ∙ m(CaCOтехн.)/100% = 90% ∙ 150 г/100% = 135 г,

Следовательно, количество вещества карбоната кальция равно:

n(CaCO3) = m(CaCO3)/M(CaCO3) = 135 г / 100 г/моль = 1,35 моль

В соответствии с уравнением реакции:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O

Количества веществ карбоната кальция и углекислого газа равны (одинаковые коэффициенты в уравнении), следовательно:

n(CO2) = n(CaCO3) = 1,35 моль

Тогда, зная, что один моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л, мы можем рассчитать объем выделившегося CO2:

V(CO2) = n(CO2) ∙ Vm = 1,35 моль ∙  22,4 л/моль = 30,24 л

Методика решения задач
на «избыток–недостаток»
в курсе основной
общеобразовательной школы

Умение решать химические задачи – важная составляющая знаний по предмету. Согласно государственному стандарту образования по химии учащиеся, оканчивающие школу, должны уметь решать более десятка типов стандартных задач. Среди них и задачи на «избыток–недостаток».
Предлагаю свой вариант подачи материала по решению таких задач в курсе химии 9-го класса.
На изучение этой темы отвожу 2–2,5 урока, в зависимости от уровня способностей учеников класса. Ознакомление с алгоритмом решения задач данного типа происходит в рамках изучения темы «Теория электролитической диссоциации». Однако если класс сильный, то в рамках эксперимента этот тип задач иногда изучаем и в конце 8-го класса в главе «Галогены», а высвободившееся время можно потратить на изучение органической химии в курсе 9-го класса.
На первом уроке разбираю два типа задач на «избыток–недостаток»:
одно из двух вступивших в реакцию веществ дано в избытке;
оба вступивших в реакцию вещества расходуются на взаимодействие друг с другом без остатка, т. е. даны в стехиометрических количествах.
В качестве домашнего задания обязательно предлагаются две-три задачи, подобные изученным на уроке.
На втором уроке закрепляю и углубляю изученный материал, ввожу понятия «процентная концентрация растворов веществ», вступивших в реакцию, «плотность растворов». Кроме того, усложняю задачи, вводя «процентное содержание примесей в исходном веществе» и т. д. Такой прием позволяет повторить элементы уже изученного материала, сэкономить время. В конце второго урока изучения темы или в начале третьего провожу небольшую самостоятельную работу на закрепление изученного материала, включающую одну-две задачи, причем самостоятельная работа предлагается в трех уровнях сложности, в зависимости от способностей ученика.

Урок 1

Решение задач на «избыток–недостаток»

Цели.

  • научить алгоритму решения задач нового типа;
  • закрепить навыки устного счета;
  • повторить правила расчета относительных молекулярных масс веществ;
  • закрепить правила грамотного оформления условия задачи;
  • формировать навыки химического мышления, логики, а также способствовать воспитанию гармоничной, всесторонне развитой личности.

ХОД УРОКА

Рассмотрим вариант, когда одно из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, другое – в недостатке.
Решая химические задачи, следует не забывать о правилах их грамотного оформления по схеме: дано, найти, решение, ответ.

ЗАДАЧА 1. На 47 г оксида калия подействовали раствором, содержащим 40 г азотной кислоты. Найдите массу образовавшегося нитрата калия.

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

Для удобства расчета за х1 примем массу НNО3 и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.

Следовательно, азотная кислота дана в недостатке, т. к. по условию ее 40 г, а по расчету необходимо 63 г, поэтому расчет ведем по HNO3:

ЗАДАЧА 2. На 24 г металлического магния подействовали 100 г 30%-го раствора соляной кислоты. Найдите массу образовавшегося хлорида магния.

m(Mg) = 24 г,
m(р-р HCl) = 100 г,
(HCl) = 30%.

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

Для удобства расчета за х1 примем массу соляной кислоты и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.

Из расчета видно, что соляная кислота дана в недостатке, т. к. по условию задачи ее дано 30 г, а для реакции требуется 73 г. Следовательно, расчет ведем по соляной кислоте:

Рассмотрим вариант, когда оба вступивших в реакцию вещества даны в стехиометрических количествах, т. е. реагируют друг с другом без остатка.

ЗАДАЧА 1. На 36 г алюминия подействовали 64 г серы. Найдите массу образовавшегося сульфида алюминия.

Решение

Примем массу Al за х1 и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, какое – в недостатке.

В данном случае вещества, вступившие в реакцию, взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно вести по любому из них:

ЗАДАЧА 2. На раствор, содержащий 53 г карбоната натрия, подействовали раствором, содержащим 49 г серной кислоты. Найдите массу образовавшейся соли.

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

Примем за х1 массу cерной кислоты, чтобы узнать, какое вещество дано в избытке, какое – в недостатке.

В данном случае оба вещества взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно вести по любому из них:

Однако учитель, подбирая задачи для решения в классе, должен помнить, что в некоторых случаях (например, если кислота или кислотный оксид дан в избытке) решение задачи не ограничивается расчетом двух пропорций, т. к. реакция будет протекать дальше с образованием кислой соли. Это повысит сложность материала. На первых уроках при решении задач данного типа я не включаю в материал задачи на прохождение реакций с образованием кислых или основных солей.

Домашнее задание

ЗАДАЧА 1. На 200 г 10%-го раствора серной кислоты подействовали 40 г оксида алюминия. Найдите массу образовавшейся воды.

M(р-р H2SO4) = 200 г,
(H2SO4) = 10%,
m(Al2O3) = 40 г.

Решение

Рассчитаем относительные молекулярные массы интересующих нас веществ:

Найдем, какое из вступивших в реакцию веществ дано в избытке, а какое – в недостатке.

Из расчета видно, что Al2O3 дан в избытке, следовательно, расчет ведем по кислоте:

ЗАДАЧА 2. На 40 г оксида меди(II) подействовали раствором серной кислоты, содержащим 49 г безводного вещества. Найдите массу образовавшейся соли.

Решение

Найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке.

Cогласно уравнению данной реакции вещества взяты в стехиометрических количествах, поэтому расчет можно вести по любому из них:

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Задачи такого типа (точнее, это может быть даже не самой задачей, а частью задачи) есть в части С ГИА, они входят в часть С ЕГЭ, теперь они появились и в части B.

Классический пример задачи на избыток и недостаток.

Этапы решения задачи:

1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:

2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:

n(Cu) = mAr =3.2 г 63.5 гмоль = 0,05 моль

m(Hg(NO3)2) = mMr = 20 324 = 0,06 моль

3. Сравниваем количество моль веществ и определяем недостаток:

0,05 моль 0,06 моль

по уравнению реакции меди и нитрат ртути реагируют 1:1, значит, их количество моль тоже должно быть одинаковым

0,05 моль ПО НЕДОСТАТКУ

Почему по недостатку? Это аналогично вопросу — «сколько целых яблок можно сложить из 5 половинок? «

4. Вычисляем массу продукта по количеству моль, соответствующему недостатку:

0,05 моль ——> 0,05 моль

m(Hg)= n*Ar = 0,05 моль * 200 гмоль = 10 г

______________________________________________________________________________________

Пример задачи на избыток и недостаток,

где вещества в другом соотношении:

те же самые этапы решения:

1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:

2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:

n(N2 ) = mMr = 1428=0.5 моль

3. Сравниваем количество моль веществ и определяем недостаток:

0.5 моль 0.5 моль

в этом уравнении все не так очевидно, как в предыдущем, поэтому нужно просто прикинуть:

  • если считать по азоту (0.5 моль), то по соотношению коэффициентов (2:5) кислорода должно быть в 2.5 раза больше, т.е. (0.5*2.5) 1,25 моль, а у нас только 0.5, значит, O2 в недостатке;
  • если бы количество моль азота оказалось бы меньше, значит, считали бы по азоту

4. Вычисляем массу продукта по количеству моль, соответствующему недостатку:

m(N2O5) = n*Mr = 2* 0.55 моль * 108 гмоль = 21 г

______________________________________________________________________________________

Есть задачи, очень похожие на задачи избыток-недостаток,

1. Записываем уравнение реакции и уравниваем его:

здесь у нас возможно 2 варианта — образование средней и кислой соли:

2. Находим количество моль тех веществ, массы которых нам даны в условии:

n(CO2 ) = V22.4 лмоль = 24.9 22.4 = 1,11 моль

n(NaOH)= mMr = 44.440 = 1,11 моль

т.к. количество моль веществ одинаково, то делаем вывод, что реакция протекает по схеме образования кислой соли:

4. Вычисляем массу продукта по количеству моль:

m ( NaHCO3) = n*Mr = 1,11 * 84 = 93,24 г

_____________________________________________________________________________________ _

Задачи на избыток и недостаток не трудные, зачастую они являются частью более сложных задач, поэтому все, что нужно сделать, это натренироваться — порешать как можно больше таких примеров, внимательно уравнивая и работая с коэффициентами.

Материал. Задачи на избыток-недостаток

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 300 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Решаем задачи на «ИЗБЫТОК-НЕДОСТАТОК»

Расчёты по уравнению реакции, если один из реагентов взят в избытке

Дано: m (ν, V , W ) реагентов Найти: m (ν, V , W ) продукта

1. Составляем уравнение реакции

a моль b моль c моль

2. Нахождение количества вещества реагентов ν(А) и ν(В):

ν = m / M ; ν = V / V m ;

W вещества = ( m вещества •100%)/ m раствора ; m вещества = ( W вещества • m раствора )/100%

3. Сравнение дробей – нахождение недостатка:

Если, ν(А)/ a > ν(В)/ b , то вещество В в недостатке, расчёт ν(С) ведём по ν(В)

Если, ν(А)/ a b , то вещество А в недостатке, расчёт ν(С) ведём по ν(А)

Если, ν(А)/ a = ν(В)/ b , то расчёт ν(С) ведём по ν(В) или ν(А)

4. Определение ν(С) по УХР путём составления и решения пропорции:

ν(В)/ b = ν(С)/с или ν(А)/ a = ν(С)/с

5. Нахождение величин, требуемых по условию:

m = ν• M ; V = ν• V m ; W вещества = ( m вещества •100%)/ m раствора

Решаем задачи на «ИЗБЫТОК-НЕДОСТАТОК»

Расчёты по уравнению реакции, если один из реагентов взят в избытке

Дано: m (ν, V , W ) реагентов Найти: m (ν, V , W ) продукта

1. Составляем уравнение реакции

a моль b моль c моль

2. Нахождение количества вещества реагентов ν(А) и ν(В):

ν = m / M ; ν = V / V m ;

W вещества = ( m вещества •100%)/ m раствора ; m вещества = ( W вещества • m раствора )/100%

3. Сравнение дробей – нахождение недостатка:

Если, ν(А)/ a > ν(В)/ b , то вещество В в недостатке, расчёт ν(С) ведём по ν(В)

Если, ν(А)/ a b , то вещество А в недостатке, расчёт ν(С) ведём по ν(А)

Если, ν(А)/ a = ν(В)/ b , то расчёт ν(С) ведём по ν(В) или ν(А)

4. Определение ν(С) по УХР путём составления и решения пропорции:

ν(В)/ b = ν(С)/с или ν(А)/ a = ν(С)/с

5. Нахождение величин, требуемых по условию:

m = ν• M ; V = ν• V m ; W вещества = ( m вещества •100%)/ m раствора

Решите задачи по теме: «Избыток – Недостаток»

1. На оксид магния количеством вещества 0,1 моль подействовали раствором, содержащим 15 г азотной кислоты. Вычислите массу полученной соли. (Ответ: m Mg ( NO 3 ) 2 )= 14,8 г)

2. Вычислите массу соли, образовавшейся в результате взаимодействия 7,3 г хлороводорода с 5,6 л аммиака (н. у.) (Ответ: m ( NH 4 Cl ) = 10,7 г)

3. Вычислите объём водорода, выделившегося при взаимодействии цинка массой 13 г с раствором, содержащим 30 г серной кислоты (н.у.). (Ответ: V ( H 2 ) = 4,48 л)

1. Какое количество вещества гидросульфата натрия образуется при смешивании 200 г 12% — го раствора серной кислоты со 100 г 8% — го раствора гидроксида натрия? (Ответ: 0,2 моль)

2. К раствору объёмом 153,5 мл с массовой долей гидроксида калия 16% и плотностью 1,14 г/мл прилили раствор объёмом 86,8 мл с массовой долей серной кислоты 20% и плотностью 1,14 г/мл. Определите массу образовавшейся соли. (Ответ: 34,8 г K 2 SO 4 )

1. Смешали 100 г раствора, содержащего нитрат серебра массой 10,2 г, с раствором массой 50 г, содержащим ортофосфат натрия массой 6, 56 г. Определите массовые доли солей в полученном растворе. (Ответ: 3,6% NaNO 3 ; 2,3% Na 3 PO 4 )

2. Водный раствор, содержащий гидроксид кальция массой 3,7 г, поглотил оксид углерода ( IV ) объёмом 1,68 л (н. у.). Определите массу осадка. (Ответ: m ( CaCO 3 ) = 2,5 г)

Решите задачи по теме: «Избыток – Недостаток»

1. На оксид магния количеством вещества 0,1 моль подействовали раствором, содержащим 15 г азотной кислоты. Вычислите массу полученной соли. (Ответ: m Mg ( NO 3 ) 2 )= 14,8 г)

2. Вычислите массу соли, образовавшейся в результате взаимодействия 7,3 г хлороводорода с 5,6 л аммиака (н. у.) (Ответ: m ( NH 4 Cl ) = 10,7 г)

3. Вычислите объём водорода, выделившегося при взаимодействии цинка массой 13 г с раствором, содержащим 30 г серной кислоты (н.у.). (Ответ: V ( H 2 ) = 4,48 л)

1. Какое количество вещества гидросульфата натрия образуется при смешивании 200 г 12% — го раствора серной кислоты со 100 г 8% — го раствора гидроксида натрия? (Ответ: 0,2 моль)

2. К раствору объёмом 153,5 мл с массовой долей гидроксида калия 16% и плотностью 1,14 г/мл прилили раствор объёмом 86,8 мл с массовой долей серной кислоты 20% и плотностью 1,14 г/мл. Определите массу образовавшейся соли. (Ответ: 34,8 г K 2 SO 4 )

1. Смешали 100 г раствора, содержащего нитрат серебра массой 10,2 г, с раствором массой 50 г, содержащим ортофосфат натрия массой 6, 56 г. Определите массовые доли солей в полученном растворе. (Ответ: 3,6% NaNO 3 ; 2,3% Na 3 PO 4 )

2. Водный раствор, содержащий гидроксид кальция массой 3,7 г, поглотил оксид углерода ( IV ) объёмом 1,68 л (н. у.). Определите массу осадка. (Ответ: m ( CaCO 3 ) = 2,5 г)

источники:

http://distant-lessons.ru/zadachi-na-izbytok-i-nedostatok.html

http://infourok.ru/material-zadachi-na-izbytok-nedostatok-4931852.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти опасный сайт
  • Как найти упавшую сережку
  • Как найти источник света на рисунке
  • Как найти количество вещества спирта
  • Как найти спорткар в гта 5