Урок: Расчеты массы полученного вещества, если известно содержание примеси в исходном веществе
Рассмотрим решение нескольких задач, в которых необходимо определить массу продукту реакции, если известна масса исходного вещества и массовая доля примесей в нем.
ЗАДАЧА 1. На 1 кг лома, содержащего 96 % железа, подействовали разбавленной серной кислотой. Вычислите массу образовавшегося сульфата железа (II).
1. Запишем уравнение реакции между железом и разбавленной серной кислотой:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
2. Запишем над формулами веществ, что дано и требуется найти по условию задачи:
96%, 1 кг х г
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
3. Определим массу чистого железа в ломе. Для этого преобразуем формулу для вычисления массовой доли компонента смеси, выразив массу железа:
ω(Fe/лом) = m (Fe):m(лом)
m(Fe) = m(лом)·ω
Подставим числа в формулу, переведя кг в граммы:
m(Fe) = 1000г · 0,96 = 960 г
4. Вычислим количество вещества железа:
n(Fe) = m(Fe) : M(Fe) = 960 г : 56 г/моль = 17,14 моль
5. Составим пропорцию:
По уравнению: 1 моль железа – 1 моль сульфата железа (II)
По условию: 17,14 моль железа – х моль
6. Составим и решим уравнение:
х=17,14·1:1 = 17,14 моль
7. Определим массу сульфата железа (II):
m(FeSO4) = n(FeSO4) · M(FeSO4) = 17,14 моль · (56+32+64)г/моль = 2605,7 г =2,6 кг
Ответ: 2,6 кг сульфата железа (II).
ЗАДАЧА 2. Какая масса углекислого газа получится при сжигании 64 г метана, содержащего 10 % примесей?
1. Запишем уравнение реакции между метаном и кислородом:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2. Запишем над формулами веществ, что дано и требуется найти по условию задачи:
10%, 64г х г
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
3. Определим массу чистого метана. Для этого преобразуем формулу для вычисления массовой доли компонента смеси, выразив массу метана:
ω(СН4/смесь) = m (СН4):m(смесь)
m (СН4) = m(смесь)·ω
Массовая доля чистого метана в смеси равна разности между 100% и массовой долей примесей, т.е. 10 %:
ω(СН4/смесь) = 100% - 10% = 90%
Подставим числа в формулу:
m(СН4) = 64г · 0,9 = 57,6 г
4. Вычислим количество вещества метана:
n(СН4) = m(СН4) : M(СН4) = 57,6 г : 16 г/моль = 3,6 моль
5. Составим пропорцию:
По уравнению: 1 моль метана – 1 моль углекислого газа
По условию: 3,6 моль метана – х моль
6. Составим и решим уравнение:
х=3,6·1:1 = 3,6 моль
7. Определим массу углекислого газа:
m(СO2) = n(СО2) · M(СО2) = 3,6 моль · (12+16·2)г/моль =158,4 г
Ответ: 158,4 г углекислого газа.
Список рекомендованной литературы
1. Оржековский П.А. Сборник задач и упражнений по химии: 9-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 9 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2007.
2. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008.
3. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Домашнее задание
Вычислите массу железного купороса, который может быть получен после растворения в серной кислоте 100 г оксида железа (III), содержащего 12 % примесей.