Одно из самых неприятных заданий в ЕГЭ по химии по отзывам это задача №28. Многие даже ее просто не решают из-за того, что она бывает разных типов и чтобы пройти и осознать все типы необходимо много времени.
Давайте разберем самый простой вариант задачи №28 - это на примеси.
1. Как понять, что задача именно на примеси?
В тексте будут следующие слова:
1) техническая масса/объем/образец/навеска
2) природный
3) минерал
4) дали процент примеси или процент чистого вещества
5) просят найти массовую долю примеси
6) просят найти массовую долю чистого вещества
Что такое техническая масса?
Техническая масса - это смесь. Это масса основного вещества и еще масса какого-то вещества, которое в реакцию не вступает. То вещество, которое не вступает в реакцию мы называем примесью.
Представьте себе, что в сахар у вас просыпалась гречка. И вот эта смесь и будет технической массой. Сахар это будет основное вещество - чистое, а гречка это примеси, которые в воде растворяться не будут.
Масса техническая это 100%, она включает в себя массовую долю чистого вещества и массовую долю примеси. Поэтому если мы знаем массовую долю, например, примеси, то сможем найти массовую долю и чистого вещества 100-w(примеси):
то есть в нашей задаче есть вещество с примесью (это и есть техническая масса, природный минерал), и эта примесь не будет участвовать в реакции, а в реакцию вступает только масса чистого вещества!
Поэтому мы не можем считать моли из технической массы, используем для этого только массы/объемы чистых веществ!
*в новых задачах стали называть примесь каким-то веществом, которое при этом не вступает в реакцию.
ВНИМАНИЕ:
Запомним, что про продукты всегда дают чистые массу или объем, поэтому мы можем сразу оттуда считать моли веществ и подставлять в уравнение реакции, но обо всем по порядку:
2. Итак, мы определили, что задача на примеси, что делать дальше?
Необходимо записать что нам дано, выбрать наш случай и начать расчет исходя именно из этих величин:
1) масса (объем) техническая и процент примеси/процент чистого вещества:
2) масса (объем) техническая и масса/объем продукта в реакции:
3) масса/объем продукта в реакции и процент примеси/основного вещества:
3. Распишем ход решения каждого случая 1):
Внимание!
Сразу переводим все % в доли, т.е. делим на 100. Все ω в задаче во всех формулах уже переведены в доли!
Пример: 23%, 23/100= 0,23, значит в задача будет использовать дальше 0,23
m(примеси) - масса примеси в г
m(тех) - масса техническая в г
m(чист) - масса чистого вещества в г
ω(примеси) - массовая доля примеси в долях (/100)
ω(чист) - массовая доля чистого вещества в долях (/100)
m(продукта) - масса продукта в г
V(продукта) - объем продукта в л
n - количество вещества в моль
М - молярная масса в г/моль
1.1 Масса техническая и процент примеси
что будем искать в задаче?
массу и объем продукта:
1) m(примеси)=m(тех) ∙ ω(примеси)= ... г
2) m(чист) = m(тех) - m(примеси) = ... г
3) n(чист) = m(чист)/М(чист) = ... моль
4) расчет количества вещества n продукта (обозначим х) по уравнению реакции:
пишем реакцию, уравниваем, ставим моль чистого вещества над ним в уравнении реакции, ставим х над продуктом, про который нам надо что-то найти и составляем пропорцию, где мы делим моль на коэффициент вещества, у продукта мы будем делить х на коэффициент перед продуктом:
По пропорции считаем х, это будут моли нашего продукта реакции (здесь n(NaCl)).
x = n(NaCl) = ... моль
5) используя найденное количество вещества n(NaCl) продукта, найдем его массу или объем. Что именно зависит от текста задачи:
m(продукта) = n(продукта) ∙ M(продукта) = ... г
V(продукта) = n(продукта) ∙ 22,4 = ... л
1.2 Масса техническая и процент чистого вещества
задача похожа на 1.1, только решается быстрее на одно действие
что будем искать в задаче?
массу и объем продукта:
1) m(чист)=m(тех) ∙ ω(чист)= ... г
2) n(чист) = m(чист)/М(чист) = ... моль
3) расчет количества вещества n продукта (обозначим х) по уравнению реакции:
пишем реакцию, уравниваем, ставим моль чистого вещества над ним в уравнении реакции, ставим х над продуктом, про который нам надо что-то найти и составляем пропорцию, где мы делим моль на коэффициент вещества, у продукта мы будем делить х на коэффициент перед продуктом:
По пропорции считаем х, это будут моли нашего продукта реакции (здесь n(NaCl)).
x = n(NaCl) = ... моль
4) используя найденное количество вещества n(NaCl) продукта, найдем его массу или объем. Что именно зависит от текста задачи:
m(продукта) = n(продукта) ∙ M(продукта) = ... г
V(продукта) = n(продукта) ∙ 22,4 = ... л
Решаем пример одной задачи вместе
Задача №28 на примеси:
Какой объём (н.у.) ацетилена может быть получен из 2,4 кг технического карбида кальция с массовой долей примесей 20%?
(Запишите число с точностью до целых.)
Давайте решать по пунктам:
Нам дана масса техническая карбида кальция CaC₂ (2,4 кг = 2400 г) и проценты примеси (20%= 0,2), значит решаем по типу 1.1:
1) m(примеси)=m(тех) ∙ ω(примеси)= 2400 ∙ 0,2 = 480 г
2) m(чист CaC₂) = m(тех) - m(примеси) = 2400 - 480 = 1920 г
3) n(чист CaC₂) = m(чист CaC₂)/М(чист CaC₂) = 1920/64 = 30 моль
4) расчет количества вещества n продукта ацетилена С₂Н₂ (обозначим х) по уравнению реакции: пишем реакцию, уравниваем, ставим моль чистого вещества CaC₂ над ним в уравнении реакции, ставим х над продуктом С₂Н₂, про который нам надо что-то найти и составляем пропорцию, где мы делим моль на коэффициент вещества CaC₂, у продукта С₂Н₂ мы будем делить х на коэффициент перед продуктом:
5) используя найденное количество вещества х= n(С₂Н₂) =30 моль продукта, найдем его объем:
V(продукта С₂Н₂) = n(продукта С₂Н₂) ∙ 22,4 = 30 ∙ 22,4 = 672 л
ОТВЕТ: 672 л
Остальные типы рассмотрим в следующих статьях!
Решение задач по типу 2) можно найти здесь.
Попробуйте решить задачи сами по типу 1):
1) Вычислите объём газа (н.у.), полученного при внесении в воду 40 г технического лития, в котором массовая доля примеси оксида лития составляет 30%. (Запишите число с точностью до десятых.)
Ответ: 44,8 л
2) Технический карбид алюминия массой 90 г, в котором массовая доля примеси углерода составляет 4%, растворили в избытке соляной кислоты. Определите массу образовавшейся при этом соли. (Запишите число с точностью до десятых.)
Ответ: 320,4 г
3) Определите массу меди, которую можно получить при восстановлении алюминием оксида меди (II) массой 638 г, если в указанном образце содержится 6% примесей оксида железа (III). (Запишите число с точностью до целых.)
Ответ: 480 г
Всем успехов!