Здравствуйте, уважаемые читатели!
При всем многообразии расчетных задач по химии, в них можно выделить определенные смысловые блоки. Это, например, знаменитый "избыток-недостаток", "пластинки", "последовательно-параллельные реакции" , "атомистика", "растворимость", и др. Упомянутые блоки, отрешиваемые по определенному алгоритму, могут быть встроены в любую задачу.
Одним из таких, на мой взгляд, забытых, блоков является задачи, в которых для анализа газовых смесей используются поглотительные трубки или склянки. Трубки наполнены твердыми веществами, склянки - жидкими растворами. В результате пропускания газовой смеси через поглотитель отдельные компоненты смеси взаимодействуют с ним, в результате чего состав, а , следовательно, и масса поглотителя меняются. По этому изменению определяют содержание прореагировавшего компонента. Если обратиться к истории химии, то описываемый процесс лежал в основе количественного анализа газовых смесей.
Наиболее часто используемые поглотители, газообразные вещества, вступающие с ними в реакцию, и уравнения реакций представлены в таблице:
Итак, задача 1 (на "трубки").
Решение.
1. а)Уравнения реакций, о которых идет речь в первом предложении:
2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2+O2(1)
CuO+H2=Cu+H2O (2)
3Н2О+Р2О5=2Н3РО4 (3)
б) Масса трубки, в которой происходит реакция (3), увеличилась за счет Н2О.
Т.е m3(H2O)= m2(H2O)=3,6 г.
n2(H2O)=3,6/18=0,2 моль
n2(Cu)=n2(H2O)=0,2 моль
n1(Cu(NO3)2=n2(Cu)=0,2 моль
2.Найдем объем раствора серной кислоты:
а)Cu+2H2SO4=CuSO4+ SO2+2H2O (4)
б)n(H2SO4)=2n2(Cu)=0,4 моль
в) m раствора (H2SO4)=0,4*98/0,88=44,55 г
Vраствора (H2SO4)=m раствора/r=44,55/1,8=24, 75 мл
Ответ: n (Cu(NO3)2= 0,2 моль, Vраствора (H2SO4)=24, 75 мл
Задача 2 (на "склянки")
Смесь этана, этена и этина общим объемом 3,92 л (н.у.) пропустили последовательно через склянки с аммиачным раствором оксида серебра и с бромной водой (оба реактива были в большом избытке). Масса первой склянки увеличилась на 1,95 г, а второй - на 0,7 г. Вычислите объемные доли газов в исходной смеси.
Решение
1. Найдем общее количество вещества смеси газов:
n смеси=3,92/22,4=0,175 моль
2. С аммиачным раствором оксида серебра будет реагировать только этин. При этом образуется ацетиленид серебра, выпадающий в осадок, т.е , остающийся в склянке:
С2H2+2(Ag(NH3)2)OH=Ag2C2+2H2O+4NH3
Т.о, увеличение массы первой склянки равно массе поглощенного ацетилена:
m(C2H2)=1,95 г, n(C2H2)=1,95/26=0,075 моль
В оставшейся газовой смеси будут содержаться этан и этен.
3. При пропускании смеси этана и этена через бромную воду с ней будет реагировать только этен:
С2Н4+Br2=C2H4Br2
Увеличение массы второй склянки равно массе поглощенного этена:
m(C2H4)=0,7 г, n(C2H4)=0,7/28=0,025 моль
4. Найдем объемные доли газов. Они совпадают с мольными долями :
W(C2H2)=n(C2H2)/n смеси=0,075/0,175=0,429
W(C2H4)=n(C2H4)/n смеси=0,025/0,175=0,142
W(C2H6)= 1-(W(C2H2)+W(C2H4))=1-(0,429+0,142)=0,429.
Ответ: W(C2H2)=0,429, W(C2H4)=0,142, W(C2H6)=0,429.
Как можно увидеть, задачи на "трубки/склянки", по сравнению с теми, которые позиционируются в качестве 34 задачи на ЕГЭ, достаточно просты.
Но если к "трубкам/склянкам" добавить "атомистику", да расцветить все "неполным разложением (или электролизом), усилить эффект смесью "кислых солей (растворимостью, пластинками)", то может получиться классическая 34 задача формата будущих ЕГЭ по химии.
Всего доброго!
