Расчеты по химическим уравнениям

Урок по теме:

Расчеты по химическим уравнениям:

одно из реагирующих веществ дано в избытке.

Цель: ознакомление учащихся с методикой решения задач, в условиях которых одно из реагирующих веществ дано в избытке; обобщение знаний учащихся, а также их умений в составлении химических формул и уравнений.

Оборудование: дидактический материал (карточки с условиями задач); таблица «Алгоритм решения»

Ход урока

1. Повторение основных понятий.

   • Что такое уравнение химической реакции? (Химическим уравнением называют условную запись химической реакции посредством химических формул и математических знаков)

   • Что показывает уравнение химической реакции? (оно показывает, какие вещества и в каких количествах вступили и получились в результате химической реакции)

   • Предположим, что нам надо получить в лаборатории определенное количество какого-либо вещества. Что для этого необходимо? (1. написать уравнение реакции. 2. провести расчет. 3. взвесить и отмерить определенное количество веществ на основании данных расчета по уравнениям реакций. 4. осуществить расчет)

   • Чтобы провести расчет, какие понятия и физические величины нам можно и нужно использовать при решении задач ( Ar, Mr, ν, M, m)

   • Где мы возьмем значения относительных атомных масс? (в ПСХЭ Д.И. Менделеева)

   • Как мы найдем значения относительных молекулярных масс? (для нахождения относительных молекулярных масс надо суммировать значения относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы вещества, с учетом числа атомов каждого элемента).

   • При неполном сгорании топлива и других веществ, в частности табака, образуется угарный газ СО, вызывающий кислородное голодание, блокируя гемоглобин крови. Вычислите относительную молекулярную массу этого вещества. (28)

   • Как рассчитаем молярную массу вещества? (M=Mr)

   • Как определить по уравнению реакции, в каких мольных отношениях находятся необходимые для расчета вещества? ( по коэффициентам)

   • Как связаны между собой понятия «количество вещества», «молярная масса» и «масса» (m=νM; ν= m/M)

   • Суточная потребность организма в кальции в виде СаСО₃ составляет 1,2г. Вычислите количество карбоната кальция. (0,012моль)(см. приложение 1)

   • Какую массу воды получит ваш организм, если вы выпили ее суточную норму – 138,9 моль? (2500,2г)

   • Железо – важнейшая составная часть организма человека и животных. Для лечения анемии, вызванной дефицитом железа в организме, и для стимуляции работы кроветворных органов используют восстановленное железо. Вычислите массу железа, которая может быть восстановлена алюминием из 1,5 моль оксида железа (III). 2Al + Fe₂О₃ = Al₂О₃ + 2Fe (168г)

1. Интеллектуальная разминка

   1. Вещество, 5%-ная спиртовая настойка которого используется в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. (иод)

   2. Вещество, которое применяется внутрь при повышении кислотности желудочного сока. Наружно оно употребляется как слабая щелочь для полоскания, промывания и ингаляций при насморке. (питьевая сода)

   3. Вещество, 0,9%-ный водный раствор которого называется изотоническим (физиологическим) и применяют для внутривенных вливаний при большой потере крови. В быту оно находит применение как пищевая добавка при приготовлении пищи. (Поваренная соль)

   4. Меня в составе мрамора найди,

Я твердость придаю кости,

В составе извести меня найдешь,

Теперь меня ты твердо назовешь.

(кальций)

1. В виде таблеток это вещество применяют внутрь при пищевых отравлениях. Получают его при прокаливании древесины (березы) без доступа воздуха с последующей обработкой. (Активированный уголь, углерод)

2. Она образует два аллотропных видоизменения: бывает кристаллическая и пластическая, входит в состав мазей и присыпок, способствует заживлению ран. (сера)

1. Изучение нового материала

Задача. Рассчитайте массу питьевой соды (гидрокарбоната натрия), используемой в народной и традиционной медицине для полоскания и ингаляций, которая образуется при пропускании 2,64г углекислого газа через раствор, содержащий 2г гидроксида натрия. (см. приложение 2)

(Записываем, дано, что надо найти, составляем уравнение реакции. Пишем над формулами веществ их массы. Под формулами веществ записываем количество вещества, молярную массу и массу. По ходу решения вывешивается алгоритм решения задачи.)

? Что необычного вы встретили в условии данной задачи? (в условии задачи указаны массы всех исходных веществ)

? Проблема: по массе какого вещества следует вычислять массу соды?

Тема урока: Расчеты по химическим уравнениям: одно из реагирующих веществ дано в избытке.

Иногда встречаются задачи, в которых даются массы или объемы двух реагирующих веществ (как в данном случае).

Для расчета по уравнению реакции было бы вполне достаточно знать или массу углекислого газа или массу гидроксида натрия. Зачем в условии задачи лишние данные? Дело в том, что мольные соотношения реагирующих веществ в данном случае могут быть не эквивалентны, поэтому одно из них в процессе израсходуется полностью, а часть другого останется не прореагировавшей. Очевидно, если находить массу конечного продукта, используя данные о веществе, оказавшемся в избытке, мы получим неправильный ответ. Как определить это вещество? Для этого найдем количества веществ реагентов.

(Учащиеся записывают алгоритм решения задачи в тетрадях, который отдельными блоками вывешивается на доске в виде таблицы «Алгоритм решения». Учитель записывает решение задачи на доске)

2,64г 2г x

СО₂ + NaOH = NaHCO₃

1 моль 1 моль 1 моль

44г/моль 40г/моль 84г/моль

44г 40г 84г

1. Находим ν (СО₂)

ν= m/ M ν (СО₂) = 2,64г/44г/моль = 0,06 моль

1. Находим ν (NaOH)

ν(NaOH) = 2г/40г/моль = 0,05моль

1. Находим избыток

По ур. р. ν(СО₂) : ν (NaOH) = 1:1 = чтобы прореагировало 0,05 моль NaOH требуется 0,05 моль СО₂, а дано 0,06 моль = СО₂ в избытке.

1. Находим массу NaHCO₃

Массу гидрокарбоната натрия следует находить, используя для расчета гидроксид натрия.

Из 40г NaOH – 84г NaHCO₃

Из 2г NaOH – x

2г ∙ 84г

X = = 4,2г

40г

Ответ: 4,2г

(Затем учитель предлагает еще раз внимательно посмотреть на записи решения на доске, после чего закрывает их, а учащиеся самостоятельно воспроизводят их в тетрадях, используя имеющийся алгоритм. Затем они сверяют их с записями на доске.)

1. Закрепление.

Каждому выдается карточка, на одной стороне которой написано условие задачи, на другой – решение. (см. приложение 3)

Вариант 1.

Большое практическое значение имеет хлорная известь Са(СlО)₂, используемая как отбеливающее и дезинфицирующее средство. Вычислите массу хлорной извести, образующейся при взаимодействии 29г гашеной извести Са(ОН)₂ с хлором массой 25,6г.

Вариант 2.

При недостатке в организме человека цинка происходят замедление роста, нарушение кожного и волосяного покрова. Вычислите массу сульфата цинка, составляющую годовую физиологическую потребность организма человека, которая образуется при взаимодействии 0,14г цинка с серной кислотой массой 0,16г.

(Учащиеся самостоятельно решают задачи любым удобным для них способом, затем сверяют свое решение с предложенным. После этого они работают парами: один объясняет решение своей задачи другому, затем они меняются ролями.)

1. Итог

? Чему вы научились на уроке?

6. Д/З: № 2-60 стр. 24 задачника

Алгоритм

Схема расчета по химическому уравнению:

одно из реагирующих веществ дано в избытке

1. Составляем уравнение реакции

1. Пишем над формулами веществ, необходимых для расчета, их массы и объемы.

1. Определяем по уравнению реакции, в каких мольных соотношениях находятся необходимые для расчета вещества.

1. Определяем молярные массы (для газов – молярный объем) веществ, участвующих в реакции и записываем их под соответствующими формулами.

1. Рассчитываем массы (объемы) реагентов и продуктов реакции, соответствующие количествам веществ, определяемых в п.3., по формуле m = ν M (V = ν Vm)

1. Определяем количество веществ по известной в «дано» массе.

1. Проводим рассуждение и находим избыток.

1. Определяем искомое в задаче количество вещества (составляем пропорцию). Расчет ведется по веществу, которое в недостатке.

1. Находим массу (объем) продукта реакции.

1. Формулируем ответ.

Приложение 1.

Повторение основных понятий

1. Суточная потребность организма в кальции в виде СаСО₃ составляет 1,2 г. Вычислите количество вещества карбоната кальция.

1. Какую массу воды получит ваш организм, если вы выпили ее суточную норму – 138,9 моль?

1. Железо – важнейшая составная часть организма человека и животных. Для лечения анемии, вызванной дефицитом железа в организме, и для стимуляции работы кроветворных органов используют восстановленное железо. Вычислите массу железа, которая может быть восстановлена алюминием из 1,5 моль оксида железа (III).

2 Al + Fe₂O₃ = Al₂O₃ + 2 Fe

Приложение 2

Задача. Рассчитайте массу питьевой соды (гидрокарбоната натрия), используемой в народной и традиционной медицине для полоскания и ингаляций, которая образуется при пропускании 2,64 г углекислого газа через раствор, содержащий 2г гидроксида натрия.

Приложение 3.

Вариант 1.

Большое практическое значение имеет хлорная известь Са(СlО)₂, используемая как отбеливающее и дезинфицирующее средство. Вычислите массу хлорной извести, образующейся при взаимодействии 29г гашеной извести Са(ОН)₂ с хлором массой 25,6г.

Приложение 3 Вариант 2

При недостатке в организме человека цинка происходят замедление роста, нарушение кожного и волосяного покрова. Вычислите массу сульфата цинка, составляющую годовую физиологическую потребность организма человека, которая образуется при взаимодействии 0,14г цинка с серной кислотой массой 0,16г.

Д ано: Решение 29г 25,6г x

m(Са(ОН)₂) = 29г Са(ОН)₂ + Сl₂ = Са(СlО)₂ + Н₂

m (Сl₂) = 25,6г. 1 моль 1 моль 1 моль

74г/моль 71 г/моль 143 г/моль

m(Са(СlО)₂) - ? 74г 71г 143г

1. Находим ν (Са(ОН)₂)

ν = m/M ν(Са(ОН)₂) = 29г / 74 г/моль = 0,39 моль

1. Находим ν (Сl₂)

ν(Сl₂) = 25,6г / 71 г/моль = 0,36 моль

1. Находим избыток

По ур.р. ν(Са(ОН)₂) : ν(Сl₂) = 1:1 = чтобы прореагировало 0,36 моль Сl₂ требуется 0,36 моль Са(ОН)₂, а дано 0,39 моль. Са(ОН)₂ в избытке.

1. Находим массу хлорной извести

И з 71г Сl₂ 143г Са(СlО)₂

И з 25,6г Сl₂ х

25,6г · 143г

X = = 51,6г

71г

Ответ: масса хлорной извести – 51,6г.

Дано: Решение

0,14г 0,16г x

m (Zn) = 0,14г Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

m (Н₂SО₄) = 0,16г 1 моль 1 моль 1 моль

65 г/моль 98 г/моль 161 г/моль

m (ZnSO₄) - ? 65г 98г 161г

1. Находим ν (Zn)

ν = m / M ν (Zn) = 0,14г / 65г/моль = 0,002 моль

1. Находим ν (Н₂SО₄)

ν (Н₂SО₄) = 0,16г / 98г/моль = 0,0016 моль

1. Находим избыток

По ур.р. ν (Zn) : ν (Н₂SO₄) = 1 : 1 = чтобы прореагировало 0,0016 моль Н₂SО₄ требуется 0, 0016 моль Zn, а дано 0,002 моль. Zn в избытке.

1. Находим массу ZnSO₄

И з 98г Н₂SО₄ 161г ZnSO₄

И з 0,16г x

0,16г · 161г

X = = 0,26г.

98г

Ответ: масса сульфата цинка 0,26г.