Тема: Обчислення кількості речовини, маси або об’єму продукту за рівнянням хімічної реакції, якщо один з реагентів взято у надлишку.

Хімія 11 клас

Тема: Обчислення кількості речовини, маси або об’єму продукту за рівнянням хімічної реакції, якщо один з реагентів взято у надлишку.

Мета: Формувати навички розв’язування розрахункових задач на обчислення кількості речовини, маси або об’єму продукту за рівнянням хімічної реакції, якщо один з реагентів взято у надлишку.

Предметні компетентності:

учні обчислюють кількість (об’єм, масу) продукту реакції за масами (об’ємом, кількістю речовини) реагентів, один з яких узято в надлишку, обґрунтовуючи обраний спосіб розв’язання.

Ключові компетентності:

спілкування державною мовою, математична компетентність, основні компетентності у природничих науках і технологіях, інформаційно-цифрова компетентність.

                                          Хід уроку:

І.Організаційний етап.

Привітання, побажання хорошого настрою.

ІІ. Етап актуалізації знань.                                                                                                Що таке кількість речовини?

Як знаходити кількість речовини?

Як розрахувати молярну масу речовини?

Що таке рівняння реакції?

Які є типи рівнянь реакції?

Які типи задач для вас відомі?

IIІ. Мотивація учнівської діяльності:

Коли за умовою задачі даються кількості двох речовин, то виникає необхідність проведення розрахунків, на основі яких робиться висновок про знаходження однієї з вихідних речовин в надлишку. І на сьогоднішньому уроці ми з вами познайомимося з тим, як проводити дані розрахунки.

III. Повідомлення теми, мети і задач уроку:

IV. Вивчення нового матеріалу:

Задачі, в основі яких лежать обчислення за хімічним рівнянням, якщо одна з речовин узята з надлишком, називаються скорочено «задачі на надлишок». Їх ознака: в умові дано кількості (маси, об’єми, кількості речовини) обох реагентів. Обчислення здійснюють за тією речовиною, яка прореагувала повністю.

Під час розв’язування задач на надлишок потрібно дотримуватись наступного алгоритму:

1. Прочитайте задачу.
2. Складіть її стислу умову.
3. Складіть рівняння хімічної реакції, що відбувається.
4. Обчисліть молярні маси речовин.
5. Обчисліть кількості вихідних речовин.
6. Порівняйте кількості речовин реагентів, що відповідають рівнянню реакції та умові задачі, і визначити вихідну речовину, яка повністю прореагувала та за якою речовиною здійснюють подальші обчислення.
7. Обчислити кількість продукту реакції за рівнянням реакції.

У задачах, в яких мова йде про взаємодію розчину лугу з розчином багатоосновної кислоти, в залежності від того яка з них у надлишку, продуктами можуть бути кислі та середні солі або їх суміші.

Пропоную розглянути приклад розв’язання задачі за даним алгоритмом:

Таблиця 1

Приклад розв’язування задачі на надлишок за дотриманням встановленого алгоритму

Задача №1

Найефективніший спосіб знешкодження забруднених стічних промислових вод – це їх обробка речовинами, які перетворюють шкідливі домішки у нерозчинні сполуки. При цьому реагент-осаджувач може бути як у надлишку, так і недостачі. Підприємство подає на ділянку водоочищення стічну воду, що містить 3,31 кг плюмбум (II) нітрату. Осадження катіонів плюмбуму проводять додаючи до розчину 1,26 кг натрій карбонату.

Визначте, який реагент і у якій кількості взятий у надлишку. Розрахуйте масу осаду PbCO₃, що при цьому утворився.

Дано:

m (Pb(NO₃)₂) =3,31 кг = 3310 г

m (Na₂CO₃) =1,27 кг= 1270 г

M (Pb(NO₃)₂) =331 г/моль

M (Na₂CO₃) =106 г/моль

M (PbCO₃↓) =267 г/моль

Знайти:

n (надл.) =?

m (PbCO₃) =?

Розв’язання:

1) Пишемо рівняння реації

Pb(NO₃)₂ + Na₂CO₃ → 2 Na₂CO₃ + PbCO₃↓

2) За умовою задачі кількість речовини реагента:

n (Pb(NO₃)₂) = = 10 моль

n (Na₂CO₃) = 12 моль

3) За рівнянням реакції:

n (Pb(NO₃)₂): n (Na₂CO₃) = 1:1

За умовою задачі:

n (Pb(NO₃)₂): ν (Na₂CO₃) = 10:12

Звідси: Na₂CO₃ – у надлишку. Тому розрахунки проводимо за Pb(NO₃)₂.

4) З рівняння реакції складаємо пропорцію:

х=10 моль

х= n(PbСO₃↓) = 10 моль

m (PbСO₃↓) = ν (PbСO₃)*M (PbСO₃) =10 моль*267 г/моль = 2670 г =2,67 кг

Відповідь: m (PbСO₃↓) =2,67 кг.

Задача №2

Німецький хімік Йоганн Рудольф Глаубер відкрив методи добування багатьох солей і кислот. В історії хімії найбільше відомі дві реакції Глаубера: одержання натрій сульфату ("глауберової солі") і хлороводню під час взаємодії кухонної солі з сульфатною кислотою, і синтез "сурм’яного масла". "Сурм’яне масло" – це старовинна назва стибій (III) хлориду SbCI₃. Як ви, вважаєте, для чого можна застосовувати дану сполуку?.

Глаубер отримав SbCI₃ ("сурм’яне масло") із наступної реакції:  3HgCI₂+Sb₂S₃ = 2SbCI₃↑+3HgS. Скільки золотників "сурм’яного масла" (1 золотник=4,266 г) можна добути із 153,32 г HgCI₂ і 64,53 г Sb₂S₃.

Дано:

m (HgCI₂) =153,32 г

m (Sb₂S₃) =64,53 г

M (HgCI₂) =272 г/моль

M (Sb₂S₃) =340 г/моль

Знайти:

1) m (SbCI₃) - ?

2) К-ть золотників SbCI₃ -?

(якщо 1 золотник=4,266 г)

3) Для чого застосовують SbCI₃ - ?

Розв’язання:

1) Пишемо рівняння реації

3HgCI₂+Sb₂S₃ → 2SbCI₃↑+3HgS

2) За умовою задачі кількість речовини реагента:

n (HgCI₂) = = 0,56 моль

n (Sb₂S₃) = 0,19 моль

3) За рівнянням реакції:

n (HgCI₂): ν (Sb₂S₃) = 3:1

За умовою задачі:

n (HgCI₂): n (Sb₂S₃) = 0,56:0,19

Розрахунки проводимо за HgCI₂.

4) З рівняння реакції складаємо пропорцію:

х=0,38 моль

х= n (SbCI₃) =0,38 моль

m (SbCI₃) = ν(SbCI₃) *M(SbCI₃) =0,38 моль * 228,5 г/моль =85,85 г

5) Знаходимо к-ть золотників "сурм’яного масла" (SbCI₃), якщо 1 золотник =4,266 г:

1золотник – 4,266 г

у золотників – 85,85 г

у =20,12 золотників

6) Для чого застосовують SbCI₃ - ?

У процесі фарбуваня тканин, як протраву; як каталізатор в органічному синтезі; як розчинник (неводний) і т.д..

Відповідь: m (SbCI₃) =85,85 г; 20 золотників.

V. Етап закріплення нових знань і способів дій.

Спілкування «питання – відповідь»:

1. Що є ознакою того, що дана задача на надлишок? (в умові зазначено масу, об’єм або кількість речовини для обох реагентів).

2. Як потрібно розв’язувати задачі цього типу (на надлишок)?

(1. З’ясувати, який з реагентів взятий у надлишку.

2.  Дальші обчислення робити за тією речовиною, яка прореагувала повністю)

3. Якщо дано маси або об’єми реагентів, як визначити , який з них взятий у надлишку? (обчислити та порівняти їх кількості речовин)

4. Чому для реакцій інколи вчені або технологи беруть одного з реагентів більше, ніж потрібно за хімічним рівнянням? (Це забезпечує повнішу взаємодію іншої речовини та достатню швидкість реакції не тільки на її початку, а й при завершенні)

VI. Етап корекції знань і способів дій.

 Закінчіть речення:

1. Ознакою задачі на надлишок є … . (в умові задачі зазначено дані

     обох речовин, що взаємодіють між собою)

2. Щоб розв’язати задачу на надлишок треба:

    Обчислити … .  (кількості речовин реагентів)

    Визначити … . (яка речовина взята у надлишку)

    Дальші обчислення робити за тією речовиною, яка …  

    (прореагувала   повністю)

3. Для здійснення деяких реакцій технологи беруть одного з

    реагентів більше, ніж потрібно за хімічним рівнянням тому,

    що   … .   (це забезпечує повнішу взаємодію іншої речовини та достатню

     швидкість реакції)

VII. Етап інформації про домашнє завдання

 Розв’язати задачу

На 10 балів: До розчину, що містить70 г сульфатної кислоти додали купрум (ІІ) гідроксид масою 60 г. Обчисліть масу утвореної солі.

На 12 балів: Скласти та розв’язати задачу на надлишок.

VIIІ. Етап підбиття підсумків заняття.

IХ. Етап рефлексії.

1. Про що ви дізнались сьогодні на уроці?

2. Що ви знали раніше?

3. Що було нове?