Тест "Методичні рекомендації щодо використання тестових завдань ЗНО на уроках хімії"

Методичні рекомендації щодо використання тестових завдань ЗНО на уроках хімії в умовах розбудови Нової Української Школи

С.Я. Мілевська, к.б.н., учитель вищої категорії,учитель-методист Нижньоберезівської ЗОШ, Косівський р-н, Івано-Франківська обл..

 

Самостійність є основою будь-якого плідного учня.

К. Д. Ушинський

        Шкільна хімічна освіта модер­нізується в умовах стандарти­зації, виокремлення інваріантно­го і варіативного компонентів, ди­ференціації та профілізації, гума­нізації навчання, посилення ува­ги до соціалізації особистості та її самовираження.

        Об’єктивно існуючи в техносфері, людина оточує себе штуч­но створеними речовинами і ма­теріалами — продуктами хі­мічного виробництва. Викорис­тання цих продуктів потребує певної хімічної культури. Більше того, предметна компетентність стає чинником виживання в ре­альних умовах екологічних ри­зиків, оскільки останні мають пе­реважно хімічний характер.

        На формування компетен­тної особистості орієнтує вчите­ля сучасний зміст хімічної освіти, що є провідником таких наукових і світоглядних ідей, як загально­культурний, гуманістичний ха­рактер хімічних знань; пізна­ваність матеріального світу; ма­теріальна єдність речовин у при­роді, генетичні зв’язки між речо­винами; багатоманітність речо­вин, їх форм і взаємозв’язків; ієрархія рівнів структурної організації речовин; причинно-наслідкові зв’язки між складом, будовою, властивостями речо­вин, зумовленість їх застосуван­ня.         Реалізувати провідні ідеї курсу, досягти мети навчання хімії в сучас­них умовах неможливо лише завдя­ки використанню традиційних мето­дичних підходів, спрямованих на на­громадження учнями знань, моно­логічної форми викладання, обме­ження активності учня роллю спо­глядача, а не учасника процесу. На­вчання має спиратися на викорис­тання прийомів дослідження, інтерактивної методики, сучасних інформаційних технологій, які ство­рюють учневі умови для усвідом­лення власних дій, самооцінювання. Перспективною, хоч і не повністю реалізованою, залишається групова форма навчальної діяльності учнів. Формування функціональних знань має відбуватися в умовах спеці­ально організованої діяльності учнів, що включає: мотивацію навчання, яка дає змогу оцінити особистісне значення знань; використання прикладів, вправ і завдань практич­ного характеру та самостійний по­шук учнями таких прикладів, у яких реалізується зв’язок теорії і практики; самостійна робота, самоконтроль, самокорекція, самооцінювання, що дає змогу керувати власного на­вчальною діяльністю, сприяє пошу­ку нестандартних шляхів розв’язан­ня навчальних завдань. Безумов­но, успіх у виконанні тестових завдань ЗНО на уроках хімії в умовах розбудови Нової Української Школи значною мірою залежить від ретельної по­передньої роботи. Оскільки особистісно орієнтована освіта вибудовується на діагностичній основі, то спершу вчитель має з’я­сувати рі­вень, на якому перебуває учень, а потім — як підвищити цей рівень. Тобто спершу діагностика, потім засоби впливу, а наприкінці — визначення рівня досягнень в од­накових для всіх умовах. Різно­рівневі завдання більше придатні для тренування. Сьогоднішній день потребує від людини не тільки певної суми знань, умінь і навичок, але, що найголовніше, уміння самостійно одержувати й використовувати на практиці нові знання, адаптуватися до нових обставин, знаходити способи розв’язання життєвих проблем. Таким чином, метою стає максимальний роз­виток компетентності особистості, що стосується саморегулювання, самовдосконалення й почуття постійної потреби в цьому.       Одна з ключових компетентностей розвитку особистості дитини — самоосвітня компетент­ність. Вона ґрунтується на сформованих уміннях і навичках самостійної роботи, наукової організа­ції праці, роботи в бібліотеці, Інтернеті, науково-дослідної роботи МАН та ін. Дове­дено, що самостійна робота відіграє велику роль у активізації розумової діяльності, формуванні й розвитку навчальних умінь, вихованні волі, пі­знавального інтересу, навичок колективної робо­ти. У ній проявляється індивідуальність кожного учня, формуються його інтелект і характер. Процес становлення повноцінного характеру можливий лише за умов високого рівня самостій­ної життєдіяльності людини. Тому одне з головних завдань навчання — забезпечи­ти розвиток особистісних якостей дитини, збага­тити її досвід, підвищити природний потенціал. У зв’язку з цим орієнтація на творчу самостійну діяльність, на мою думку, стає головною вимогою всієї системи освіти, зокрема навчальної діяль­ності. Самостійна робота відіграє велику роль у активізації розумової діяльності, формуванні й розвитку навчальних умінь, вихованні волі, пізнавального інтересу, навичок і колективної праці. У ній проявляється індивідуальність кожного учня, формується його ін­телект і характер. Усе це сприяє засвоєнню глибоких і міцних знань. Реалізація форм і методів проведення само­стійних робіт на уроках хімії забезпечує розвиток і саморозвиток особистості, сприяє формуванню її організаційних, інформаційних та комунікатив­них здібностей. Самостійна робота є чи не єдиним способом формування самостійності в набутті знань. У цьо­му аспекті знання проявляються лише завдяки власній діяльності з появою внутрішньої потре­би в них, пізнавальних інтересів, захопленості. У цьому розумінні самостійності насправді не­можливо навчитися, її можна лише виховувати. У процесі самостійної роботи в учнів формується внутрішня пізнавальна потреба, уміння доказово міркувати та вдосконалювати розумові операції, професійне теоретичне мислення. Ефективний методичний вплив на процес за­своєння знань пов’язують із розумінням учителем динаміки цього процесу, його еволюції, важливос­ті зворотних зв’язків між педагогом і учнем, ство­ренням умов для самонавчання і саморозвитку. Проблема формування в учнів здатності са­мостійно вчитися — одна з основних у контексті гуманізації освіти, оскільки стосується адаптації учня до життя в умовах швидкоплинних змін ін­формаційного суспільства. У своїй практичній роботі я надаю велике зна­чення розвитку в учнів самостійності та логічного мислення. Саме тому на уроках багато часу при­діляю виконанню різних тренувальних вправ, тестових за­вдань, хімічних диктантів, підготовки доповідей про досягнення в галузі хімічної науки. Із початку вивчення хімії привчаю учнів до того, що шкільпий підручник для них — голов­не джерело наукових хімічних знань. З перших кроків вивчення складного теоретичного матері­алу, оволодіння хімічною мовою в учнів форму­ються вміння відбирати з підручника максималь­ний обсяг наукової інформації, аналізувати його, зіставляти дані. Для успішної підготовки учнів до зовнішнього незалежного оцінювання на уроках хімії в умовах розбудови Нової Української Школи вчителю рекомендова­но забезпечити в навчальному процесі розвиток в учнів умінь аналізувати інформацію, осмислювати й виявляти правильні та неправиль­ні судження. Для досягнення позитив­них результатів доцільно збільшити частку само­стійної діяльності учнів як на уроці, так і в позаурочній роботі; акцентувати увагу на виконання творчих завдань. Сертифікаційна робота з хімії складається із завдань чотирьох форм. Четверта форма - завдання відкритої форми з короткою відпо­віддю. Під час виконання цих за­вдань потрібно вписати отриманий числовий результат тієї розмірності, яка вказана в умо­ві завдання, до бланка відповідей. Завдання відкритої форми з короткою від­повіддю оцінюють 0 або 2 тестовими балами: 2 бали, якщо зазначено правильну відповідь; 0 балів, якщо зазначено неправильну відпо­відь або завдання взагалі не виконано. Готуючись до зовнішнього незалежного оціню­вання на уроках хімії в умовах розбудови Нової Української Школи, майбутній абітурієнт повинен опанувати шкільний курс хімії. Він повинен чітко розуміти основні теоретичні положення хімії, зв’язок різ­них хімічних понять між собою, природу хімічних явищ, уміти практично застосовувати засвоєні в школі теоретичні положення під час вивчення різних класів неорганічних та органічних сполук, розкривати залежність хімічних властивостей ре­човин від їхньої будови та взаємозв’язок речовин, знати властивості речовин, що дістали застосуван­ня в побуті, народному господарстві. Значну частку завдань четвертої форми становлять задачі на визначення масової частки. Методика розв’язування хімічних задач зале­жить від багатьох факторів: її змісту, мети, яку ставить учитель, рівня підготовки учнів тощо. Одне з важливих завдань для учня — навчи­тися самостійно розв’язувати задачі різних типів. Проаналізувавши зміст завдань ЗНО 2009 – 2018 рр. четвертої форми, які стосуються теми масової частки та розрахунків на її основі, учням необхідно звернути увагу на такі основні поняття, визначення та формули. Для кількісної характеристики розчину використовують фізичну вели­чину - масова частка. Масова частка розчиненої речовини - це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

   ω _(р.р.) - масова частка речовини у розчині,

 m_(р.р.)  - маса розчиненої речовини,

   m_(р-ну) - маса розчину.

Оскільки m_(р.р.) < m_(р-ну), то ω_(р.р.)< 1. Отже, масова частка виражається в частках від одиниці і є величиною безрозмірною, тому що маси розчине­ної речовини і розчину вимірюються в грамах (кілограмах). Масову частку речовини у розчині найчастіше виражають у відсотках. Якщо обчис­лення масової частки є проміжною дією, то краще користуватись значен­ням масової частки, вираженої в частках від одиниці.

При роботі з розчинами часто користуються не їхніми масами, а об’є­мами. Щоб перерахувати об’єм розчину в одиниці маси або навпаки корис­туються поняттям густини розчину. Густина - це фізична величина, яка дорівнює відношенню маси тіла до його об’єму:

ρ_(р-ни) = m_(р-ни) / V_(р-ни)

ρ_(р-ни) - густина,

m_(р-ни)  - маса тіла,

V_(р-ни)- об’єм речовини.

Густина вимірюється в кілограмах на метр кубічний (кг/м³) або в позасистемних одиницях: г/см³, г/мл.

       Розчини бувають концентрованими і розведеними. Якщо масова час­тка розчиненої речовини близька (або дорівнює) до масової частки насиче­ного при даній температурі розчину, то такий розчин називають концентро­ваним. Якщо ж розчин далекий до насичення, то його вважають розведеним.

        При приготуванні розведених розчинів тих чи інших речовин часто користуються більш концентрованими розчинами, які змішують між собою, отримуючи розчин із заданим значенням масової частки. Іншим способом приготування таких розчинів є розведення його дистильованою водою.

Наприклад, є два розчини однієї й тієї ж речовини, що мають різні маси та різні масові частки, і потрібно визначити масову частку розчину, що утвориться при змішуванні вихідних розчинів.

Для розв’язку такої задачі, щоб уникнути громіздкого запису формул, вводимо умовні позначення у вигляді цифрових індексів, які проставляємо справа внизу біля відповідних буквених виразів. Початкові, вихідні систе­ми позначаються меншим числом, а кінцеві - більшим. У наведеному при­кладі це виглядатиме так:

        m₁ - маса першого розчину,

        m₂ - маса другого розчину,

ω₁ - масова частка розчиненої речовини у першому розчині,

ω₂ - масова частка розчиненої речовини у другому розчині,

m₃ - маса добутого розчину,

ω₃ - масова частка розчиненої речовини в добутому розчині.

Подібні або інші умовності бажано використовувати при розв’язуванні наступних задач, де потрібно характеризувати декілька систем або робити записи об’ємних хімічних формул (наприклад, органічних речовин).

       Знаходимо масу добутого розчину: m₃ = m₁ + m₂

       Визначаємо масу розчиненої речовини в кожному розчині:

m₁= ω₁  ∙ m₁

m₂= ω₂  ∙ m₂

      Визначаємо масу речовини в добутому розчині:

m₃ (реч.) = m₁ (реч.) + m₂ (реч.) = ω₁  ∙ m₁ + ω₂  ∙ m₂.

    Визначаємо масову частку речовини в добутому розчині:

ω₃ = (ω₁  ∙ m₁ + ω₂  ∙ m₂) / m₃

Цю формулу можна використовувати для розв’язування задач на випа­ровування, змішування і розведення розчинів, на виготовлення розчинів з кристалогідратів.

Наприклад, якщо потрібно знайти m₁, коли відомі: ω₁; m₂; ω₂ для при­готування розчину масою m₃ із значенням масової частки ω₃, то формула набуде вигляду:

m₁ = (ω₃  ∙ m₃ - ω₂  ∙ m₂) / ω₁

У випадку, коли концентрований розчин, що має масу m₁, і масову час­тку розчиненої речовини ω₁, необхідно розвести дистильованою водою до певного значення масової частки, використовують відому вже формулу:

ω₃ = (ω₁  ∙ m₁ + ω₂  ∙ m₂) / m₃

Оскільки речовина m₂ - вода, то ω₂ = 0 і добуток ω₂  ∙ m₂ = 0, а m₃ = m₁ + m (Н₂O), то формула набуває вигляду:

ω₃ = ω₁  ∙ m₁ / m₃

Розчинення - це не лише рівномірний розподіл молекул або іонів розчиненої речовини між молекулами розчинника. Згідно гідратної теорії розчинів                 Д. Менделєєва (якщо брати до уваги водні розчини) та електролітичної дисоціації С. Арреніуса при розчиненні речовин у воді утворю­ються нестійкі хімічні сполуки, які називаються гідратами. Під час розчинення кристалічних речовин утворюються кристалогідрати. Кристалічні речовини, до складу яких входить певне число молекул води, називають кристалогідратами.

Наприклад:

CuSO₄ ∙ 5Н₂O - мідний купорос,

FeSO₄ ∙ 7Н₂O - залізний купорос,

CaSO₄ ∙ 2Н₂O - гіпс,

Na₂SO₄ ∙ 10Н₂O - глауберова сіль.

Вода, яка входить до складу кристалогідратів, називається кристаліза­ційною водою. Розрахункові задачі на виготовлення розчинів з кристалогідратів мож­на умовно розглядати як розчини, що містять певну масову частку безвод­ної речовини.

На практиці часто доводиться мати справу із сумішами, компоненти яких реагують між собою або всі компоненти суміші взаємодіють з іншою вихідною речовиною, утворивши нову суміш продуктів реакції.

Розрахункові задачі на встановлення складу таких сумішей, твердих чи газоподібних компонентів, розв’язуються шляхом складання алгебраїчних рівнянь. Алгебраїчні рівняння складаються на основі рівнянь хімічних реакцій, які в свою чергу дають уявлення про мольні співвідношення реагуючих речо­вин та продуктів реакції. Часто алгебраїчні рівняння складають, враховуючи кількості речовин сполук, які беруть участь у реакції, і використовуючи за­лежність

n = m / Mr

Інколи алгебраїчні рівняння записують у вигляді рівності мас певного хімічного елемента у вихідній речовині і продукті реакції.

У задачах, де розглядаються гази, які при змішуванні реагують між со­бою, утворюючи газоподібні продукти реакції, алгебраїчні рівняння склада­ють, враховуючи, що об’єми газів, які беруть участь у реакції, відносяться як коефіцієнти перед формулами сполук у рівнянні хімічної реакції. Інколи зручно заміняти об’єми газів співвідношенням кількості речовини газів. Характеризуючи газові суміші, потрібно брати об’єми газів при одна­ковій температурі та тиску.

Для однозначного розв’язку задач на встановлення кількісного складу сумішей число алгебраїчних рівнянь повинно дорівнювати числу невідо­мих величин, введених при розв’язку.

Інколи при розв’язуванні розрахункових задач на отримання розчину із заданою масовою часткою розчиненої речовини шляхом змішування двох розчинів з відомою масовою часткою (%) користуються правилом діагона­лей. Суть цього прийому полягає в тому, що спочатку записується значення масової частки розчину, який потрібно приготувати, зліва вгорі від нього - більше значення масової частки вихідного розчину, зліва внизу - менше значення масової частки другого вихідного розчину. Потім в напрямку діа­гоналей знаходять різниці цих чисел, які записують справа, внизу і вверху від центрального числа. Отримані числа показують, у якому співвідношенні потрібно змішувати вихідні розчини.

Практична частина

ЗНО 2009

Задача 1

Визначте масу розчину (г) з масовою часткою 50 % ортофосфатної кислоти, який потрібно додати до розчину масою 200 г з масовою часткою 10 % розчиненої ортофосфатної кислоти, щоб отримати розчин з масовою часткою 30 %.

Коментар до тестового завдання

Дано:

H₃PO₄

ω₁ = 50 %

ω₂ = 10 %

m_2(р-ну) = 200 г

ω₃ = 30 %

m_1(р-ну) - ?

Розв’язання

1. За правилом діагоналей визначаємо масові співвідношення вихідних розчинів:

50                   20  - 1

          30

 

 

10                   20  - 1

2. Обчислюємо скільки частин становить маса розчину: 1 + 1 = 2

3. Обчислюємо масу добутого розчину:

m_1(р-ну) + m_2(р-ну) = m_3(р-ну)

200 г + 200 г = 400 г

4. Обчислюємо масу, що припадає на одну частину:

                                          400 г / 2 = 200 г

5. Обчислюємо масу розчину з масовою часткою 50 % ортофосфатної кислоти, який потрібно додати до розчину масою 200 г з масовою часткою 10 % розчиненої ортофосфатної кислоти:

200 г ∙ 1 = 200 г

Відповідь: 200.

ЗНО 2010

Задача 1

Обчисліть масову частку лугу (%) в розчині, для виготовлення якого було взято натрій гідроксид кількістю 0,2 моль і воду об’ємом 152 мл.

Коментар до тестового завдання

Дано:

n (NаОН) = 0,2 моль

V(Н₂0) = 152 мл

ω(NаОН) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу натрій гідрокси­ду, що міститься в розчині:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

M_r (NаОН) = A_r (Nа) + A_r (О) + A_r (Н)

M_r (NаОН) = 23 + 16 + 1 = 40

m(NаОН)  = n(NаОН) ∙ Mr (NаОН)

m(NаОН) = 0,2 моль ∙ 40 г/моль = 8 г

2.Обчислюємо масу води, що міститься в роз­чині:

ρ_(р-ни) =m_(р-ни) / V_(р-ни)

m_(р-ни) = V_(р-ни) ∙ ρ_(р-ни)

m (н₂о) = V (Н₂O) ∙  ρ(Н₂O)

m (н₂о) = 152 мл ∙ 1 г/мл = 152 г

3. Обчислюємо масову частку натрій гідроксиду в розчині:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р-ну) = m_(р.р.) + m_(р-ка)

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / ( m_(р.р.) + m_(р-ка))

ω _(NаОН) = m _(NаОН)  / (m_(NаОН) + m(н₂о))

ω _(NаОН) = 8 г / (8 г + 152 г) = 0,05 або 5 %

Відповідь: 5.

Задача 2

Мідний купорос − кристалогідрат використовується для оміднення сталевих дротів, розмітки сталевих деталей, а також у малярській справі. Визначте масову частку (%) води в мідному купоросі

Коментар до тестового завдання

Дано:

CuSO₄ ∙ 5Н₂O

ω (Н₂O) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо відносну молекулярну масу кристалогідрату:

Mr (CuSO₄∙ 5Н₂O) = A_r (Cu) + A_r (S) + 4 ∙ A_r (О) + 10 ∙ A_r (Н) + 5 ∙ A_r (О)

Mr (CuSO₄∙ 5Н₂O) =  64 + 32 + 4 ∙ 16 + 10 ∙ 1 + 5 ∙ 16 = 160 + 90 = 250

2. Обчислюємо відносну молеку­лярну масу води:

Mr (Н₂O) = 2 ∙ A_r (Н) + A_r (О) = 2 ∙ 1 + 16 = 18

3. Обчислюємо масову частку води у кристалогідраті:

ω (речовини) = n (речовини) ∙ Mr(речовини) /Mr (кристалогідрату)

ω (Н₂O) = n (Н₂O) ∙ Mr(Н₂O) /Mr (CuSO₄∙ 5Н₂O)

ω (Н₂O) = 5 ∙ 18 / 250 = 0,36, або 36 %

Відповідь: 36.

ЗНО 2011

Задача 1

Обчисліть масову частку (%) лугу в розчині, для виготовлення якого було взято натрій гідроксид кількістю 0,25 моль і воду об'ємом 40 мл.

Коментар до тестового завдання

Дано:

n (NаОН) = 0,25 моль

V(Н₂0) = 40 мл

ω(NаОН) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу натрій гідрокси­ду, що міститься в розчині:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

M_r (NаОН) = A_r (Nа) + A_r (О) + A_r (Н)

M_r (NаОН) = 23 + 16 + 1 = 40

m(NаОН)  = n(NаОН) ∙ Mr (NаОН)

m(NаОН) = 0,25 моль ∙ 40 г/моль = 10 г

2.Обчислюємо масу води, що міститься в роз­чині:

ρ_(р-ни) =m_(р-ни) / V_(р-ни)

m_(р-ни) = V_(р-ни) ∙ ρ_(р-ни)

m (н₂о) = V(Н₂O) ∙  ρ(Н₂O)

m (н₂о) = 40 мл ∙1 г/мл = 40 г

3. Обчислюємо масову частку натрій гідроксиду в розчині:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р-ну) = m_(р.р.) + m_(р-ка)

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / ( m_(р.р.) + m_(р-ка))

ω _(NаОН) = m _(NаОН)  / ( m_(NаОН) + m(н₂о))

ω _(NаОН) = 10 г / (10 г + 40 г) = 0,2 або 20 %

Відповідь: 20.

Задача 2

Суміш масою 200 г, що складається з кальцій карбонату і кальцій нітрату, обробили надлишком хлоридної кислоти. Внаслідок чого утворився газ об'ємом 8,96 л (н.у.). Обчисліть масову частку (%) кальцій нітрату у вихідній суміші.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m (CaCO₃, Ca(NO₃)₂) = 200 г

V (газу) = 8,96 л (н.у.)

HCl

ω (Ca(NO₃)₂) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо кіль­кість речовини га­зу, що виділився у результаті хіміч­ної реакції:

n = V / V_m

n_(газу) = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль

2. Обчислюємо кількість речовини кальцій карбонату, що містилася у вихідній суміші. Якщо подіяти на суміш кальцій карбонату і кальцій нітрату надлишком хлоридної кислоти, то з виділенням газу буде реагувати тільки кальцій карбонат:

CaCO₃ +2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Згідно з рівнянням реакції, 1 моль CaCO₃ вступило в реакцію і 1 моль CO₂ виділилось в результаті реакції, а в нас за умовою задачі виділилось 0,4 моль CO₂, тому обчислюємо кількість моль CaCO₃, яка вступила в реакцію

n (CaCO₃) = 0,4 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 0,4 моль.

3. Обчислюємо масу кальцій карбонату, що міс­титься у вихідній суміші:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m (CaCO₃) = n(CaCO₃) ∙ Mr (CaCO₃)

Mr (CaCO₃) = A_r(Ca) + A_r(C) + 3 ∙ A_r (O) = 40 + 12 + 48 = 100

m (CaCO₃) = 0,4 моль ∙ 100 г/моль = 40 г;

4. Обчислюємо масу кальцій нітрату, що міститься у вихідній суміші:

m (CaCO₃) + m (Ca(NO₃)₂) = m (CaCO₃, Ca(NO₃)₂)

m (Ca(NO₃)₂) = m (CaCO₃, Ca(NO₃)₂) - m (CaCO₃)

m (Ca(NO₃)₂) = 200 г – 40 г = 160 г

5. Обчислюємо масову частку кальцій нітрату у вихідній суміші:

ω _(р-ни)= m_(р-ни) / m_{(суміші)}

ω (Ca(NO₃)₂) = m (Ca(NO₃)₂) / m (CaCO₃, Ca(NO₃)₂)

ω (MgCO₃) = 160 г / 200 г = 0,8, або 80%

Відповідь: 80.

ЗНО 2012

Задача 1

Обчисліть об’єм (мл) води для виготовлення розчину масою 200 г із масовою часткою натрій нітрату 0,25.

Коментар до тестового завдання

Дано:

NaNO₃ — розчинена речовина

Н₂O — розчинник

ω (NaNO₃) = 0,25

m_(р-ну)(NaNO₃) = 200г

V(н₂о) - ?

 Розв’язання

1. Обчислюємо масу натрій нітрату, що міститься в розчині:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р.р.)= ω _(р.р.) ∙ m_(р-ну)

m(NaNO₃) = m_(р-ну) (NaNO₃) ∙ ω (NaNO₃) = 200 г ∙ 0,25 = 50 г.

2. Обчислюємо масу води, що необхідна для ви­готовлення розчину:

m_(р-ну) = m_(р.р.) + m_(р-ка)

m(р-ка)= m(р-ну) - m(р.р.)

m (Н₂O)= m(р-ну)(NaNO₃) - m(NaNO₃) = 200 г - 50 г = 150 г.

3.Обчислюємо об’єм води, що необхідний для ви­готовлення розчину:

ρ_(р-ни) = m_(р-ни) / V_(р-ни)

V_(р-ни) = m_(р-ни) / ρ_(р-ни)

V(н₂о) = m(Н₂O) / ρ(Н₂O) = 150 г / 1г/мл = 150 мл

Відповідь: 150.

Задача 2

На суміш порошків магній сульфату й магній карбонату масою 100 г подіяли надлишком хлоридної кислоти. У результаті реакції виділився газ об'ємом   11,2 л (н.у.). Обчисліть масову частку (%) магній карбонату в суміші.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m (MgSO₄, MgCO₃) = 100 г

V (газу) = 11,2 л (н.у.)

HCl

ω (MgCO₃) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо кіль­кість речовини га­зу, що виділився у результаті хіміч­ної реакції:

n = V / V_m

n_(газу) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль

2. Обчислюємо кількість речовини магній карбо­нату, що містилася у вихідній суміші. Якщо подіяти на суміш магній сульфату й маг­ній карбонату надлишком хлоридної кислоти, то з виділенням газу буде реагувати тільки магній карбонат:

MgCO₃ + 2HCl = MgCl₂ + CO₂ + H₂O

Згідно з рівнянням реакції, 1 моль MgCO₃ вступило в реакцію і 1 моль CO₂ виділилось в результаті реакції, а в нас за умовою задачі виділилось 0,5 моль CO₂, тому обчислюємо кількість моль MgCO₃, яка вступила в реакцію

n (MgCO₃) =0,5 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 0,5 моль

3. Обчислюємо масу магній карбонату, що міс­титься у вихідній суміші:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m (MgCO₃) = n(MgCO₃) ∙ Mr (MgCO₃)

Mr (MgCO₃) = A_r(Mg) + A_r(C) + 3 ∙A_r (O) = 24 + 12 + 48 = 84

m (MgCO₃) = 0,5 моль ∙  84 г/моль = 42 г

4. Обчислюємо масову частку магній карбонату у вихідній суміші:

ω _(р-ни) = m_(р-ни) / m_{(суміші)}

ω (MgCO₃) = m (MgCO₃) / m (MgSO₄, MgCO₃)

ω (MgCO₃) = 42 г / 100 г = 0,42, або 42 %

Відповідь: 42.

ЗНО 2013

Задача 1

На підприємстві утворилися кислі стоки ма­сою 10 т із середнім умістом сульфатної кислоти 0,98%. Обчисліть масу (кг) кальцій гідрокси­ду, який потрібно витратити на нейтралізацію кислоти.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m_(р-ну) (H₂SО₄) = 10 т

ω (H₂SО₄) = 0,98 %, або 0,0098

m (Ca(ОH)₂) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу суль­фатної кислоти, що міс­титься у стоках:

ω _(р.р.) = m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р.р.)= ω _(р.р.) ∙ m_(р-ну)

m(H₂SО₄) = m_(р-ну) (H₂SО₄) ∙ ω (H₂SО₄)

m(H₂SО₄) = 10т ∙ 0,0098 = 0,098 т = 98 кг = 98000 г.

2. Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти, що міститься у стоках:

n = m / Mr

M_r (H₂S0₄) = 2 ∙ A_r (Н) + A_r (S) + 4 ∙ A_r (О) =  2∙ 1 + 32 + 4∙ 16 = 2 + 32 + 64 = 98

n(H₂S0₄ ) = m(H₂SО₄) / M_r (H₂S0₄)

n(H₂S0₄ ) = 98000 г / 98 г/моль = 1000 моль

3. Обчислюємо кількість речовини кальцій гід­роксиду, що необхідно витратити на нейтралі­зацію сульфатної кислоти в стоках:

Ca(ОH)₂ + H₂SО₄ = CaSО₄ + 2Н₂О

Згідно з рівнянням реакції 1 моль Ca(ОH)₂ витрачається на нейтралізацію       1 моль H₂SО₄, а у нас за умовою у стоках міститься 1000 моль H₂SО₄, тому

n (Ca(ОH)₂) = 1000 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 1000 моль

4. Обчислюємо масу кальцій гідроксиду, що не­обхідно витратити на нейтралізацію сульфат­ної кислоти в стоках:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

M_r (Ca(ОH)₂) = A_r (Ca) + 2 ∙ A_r (О) + 2 ∙ A_r (Н)

M_r (Ca(ОH)₂) = 40 + 2 ∙ 16 + 2 ∙ 1 = 40 + 32 + 2 = 74

m (Ca(ОH)₂) = n (Ca(ОH)₂) ∙ M_r (Ca(ОH)₂)

m (Ca(ОH)₂) = 1000 моль ∙ 74 г/моль = 74 000 г = 74 кг.

Відповідь:  74.

Задача 2

Натрій гідроксид кількістю речовини 0,5 моль розчинили у воді об’ємом      180 мл. Яка масова частка (%) розчиненої речовини?

Коментар до тестового завдання

Дано:

n (NаОН) = 0,5 моль

V(Н₂0) = 180 мл

ω(NаОН) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу натрій гідрокси­ду, що міститься в розчині:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

M_r (NаОН) = A_r (Nа) + A_r (О) + A_r (Н)

M_r (NаОН) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль

m(NаОН) = n(NаОН) ∙ Mr (NаОН)

m(NаОН) = 0,5 моль ∙ 40 г/моль = 20 г

2.Обчислюємо масу води, що міститься в роз­чині:

ρ_(р-ни)  = m_(р-ни) / V_(р-ни)

m_(р-ни) = V_(р-ни) ∙ ρ_(р-ни)

m (н₂о) = V(Н₂O) ∙  ρ(Н₂O)

m (н₂о) = 180 мл ∙ 1 г/мл = 180 г

3. Обчислюємо масову частку натрій гідроксиду в розчині:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р-ну) = m_(р.р.) + m_(р-ка)

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / (m_(р.р.) + m_(р-ка))

ω _(NаОН) = m _(NаОН) / (m_(NаОН) + m(н₂о))

ω _(NаОН) = 20 г / (20 г + 180 г) = 0,1 або 10 %

Відповідь: 10.

ЗНО 2014

Задача 1

Масова частка води в кристалогідраті натрій сульфіту становить 50 %. Укажіть число молекул води у формулі цього кристалогідрату.

Коментар до тестового завдання

Дано:

Na₂SO₃ ∙ хН₂O

ω(Н₂O) = 50 %, або 0,5

Визначити: число молекул води у кристалогідраті

Розв’язання

1. Обчислюємо масову частку безводної солі Na₂SO₃ у кристалогідраті:

ω(Na₂SO₃) = 100 % - ω (Н₂O)

ω(Na₂SO₃) = 100 % - 50 % = 50 %,  або 0,5

2. Обчислюємо відносну молекулярну масу кристалогідрату:

ω (речовини) = n (речовини) ∙ Mr(речовини) / Mr (кристалогідрату)

Mr (кристалогідрату) = n (речовини) ∙ Mr(речовини) / ω(речовини)

Mr (Na₂SO₃∙ хН₂O) = n (Na₂SO₃) ∙ Mr(Na₂SO₃) / ω (Na₂SO₃)

Обчислюємо відносну молеку­лярну масу натрій сульфіту:

Mr (Na₂SO₃) = 2 ∙ A_r (Na) + A_r (S) + 3 ∙ A_r (О) = 2 ∙ 23 + 32 + 3 ∙ 16 =126

Mr (Na₂SO₃ ∙ хН₂O) = 1∙ 126 / 0,5 = 252

3. Визначаємо число молекул води у формулі кристалогідрату:

ω (речовини) = n (речовини) ∙ Mr(речовини) / Mr (кристалогідрату)

n (речовини) = ω (речовини) ∙ Mr (кристалогідрату) / Mr(речовини)

n (Н₂O) = ω (Н₂O) ∙ Mr (Na₂SO₃∙ хН₂O) / Mr(Н₂O)

Обчислюємо відносну молеку­лярну масу води:

Mr (Н₂O) = 2 ∙ A_r (Н) + A_r (О) = 2 ∙ 1 + 16 = 18

n (Н₂O) = 252 ∙ 0,5 / 18 = 7

Відповідь: 7.

Задача 2

На суміш масою 10 г, що складається із заліза та міді, подіяли надлишком розбавленої сульфат­ної кислоти, унаслідок чого виділився газ об’ємом 2,8 л (н. у.) Обчисліть масову частку (%) заліза в суміші.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m (Fe, Cu) = 10 г

V(Н₂) = 2,8 л

ω (Fe) -?

Розв’язання

1. Обчислюємо кількість речовини газу (водню), що виділився у результа­ті реакції:

n = V / V_m

n(Н₂) = V(Н₂) / V_m

n(Н₂) = 2,8 л / 22,4 л/моль = 0,125 моль

2. Обчислюємо кількість речовини заліза, що вступила в хімічну реакцію з кислотою. Якщо подіяти на суміш, що складається із за­ліза та міді, розбавленим розчином сульфатної кислоти, то тільки залізо буде реагувати:

Fe + H₂SO₄ (p.) = FeSO₄ + H₂

Згідно з рівнянням реакції вступає у взаємодію 1 моль заліза і виділяється водень кількістю речовини 1 моль, а у нас за умовою задачі виділяється 0,125 моль газу водню, тому визначаємо кількість речовини заліза:

n (Fe) = 0,125 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 0,125 моль

3. Обчислюємо масу заліза, що прореагувала із розбавленим розчином сульфатної кислоти:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m(Fe) = n(Fe) ∙ Mr(Fe)

m(Fe) = 0,125 моль ∙ 56 г/моль = 7 г

4. Обчислюємо масову частку заліза у вихідний суміші:

ω _(р-ни) = m_(р-ни) / m_{(суміші)}

ω (Fe) = m(Fe) / m(Fe, Cu)

ω (Fe) =7 г / 10 г = 0,7 або 70%

Відповідь: 70.

     Задача 3

Обчислить масу (г) кухонної солі, яку потріб­но взяти для приготування фізіологічного розчину масою 9 кг із масовою часткою солі 0,9 %.

Коментар до тестового завдання

Дано:

NaCl — розчи­нена речовина

 m_(р-ну) (NaCl) = 9 кг = 9000 г

ω (NaCl) = 0,9 %, або 0,009

m (NaCl) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу кухонної солі, яку потрібно взяти для приготування фізіологічного розчину:

ω _(р.р.) = m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р.р.) = ω _(р.р.) ∙ m_(р-ну)

m(NaCl) = ω (NaCl) ∙ m_(р-ну) (NaCl)

m(NaCl) = 0,009 ∙ 9000 г = 81 г

Відповідь: 81.

ЗНО 2015

Задача 1

Аміачну селітру (амоній нітрат) використовують як азотне добриво. Обчисліть

масову частку (%) Нітрогену в цій сполуці.

Коментар до тестового завдання

Дано:

NH₄NO₃

ω (N) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масову частку нітрогену в амоній нітраті:

ω (Е) = n ∙ A_r (Е) / Mr(речовини)

ω (N) = n ∙ A_r (N) / Mr(NH₄NO₃)

2. Обчислюємо відносну молекулярну масу амоній нітрату

Mr(NH₄NO₃) = 2 ∙ A_r (N) + 4 ∙ A_r (Н) +3 ∙ A_r (О)= 2 ∙ 14 + 4 ∙ 1 + 3 ∙ 16 = 80

ω (N) = 2 ∙ 14 / 80 = 0,35, або 35 %

Відповідь: 35.

Задача 2

Обчисліть масу (г) води, яку необхідно добавити до літій оксиду масою 15 г, щоб одержати розчин літій гідроксиду з масовою часткою розчиненої речовини 40 %.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m (Li₂O) = 15 г

ω(LiOH) = 40 %, або 0,4

m (Н₂O) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу літій гідроксиду, який отримали при розчиненні літій оксиду у воді

Li₂O + Н₂O = 2 LiOH

Згідно з рівнянням реакції 1 моль літій оксиду взаємодіє з 1 моль води  і утворюється 2 моль літій гідроксиду

n = m / Mr

n (Li₂O) = m(Li₂O) / Mr(Li₂O)

Mr(Li₂O) = 2 ∙ A_r (Li) + A_r (О) = 2 ∙ 7 + 16 = 30

n (Li₂O) = 15 г / 30 г/моль = 0,5 моль

За умовою задачі вступає у взаємодію 0,5 моль літій оксиду, тому відповідно буде утворюватися 1 моль літій гідроксиду, бо

n (LiOH) = 2 ∙ n(Li₂O)

n (LiOH) = 2 ∙ 0,5 моль = 1 моль

m = n ∙ Mr

m (LiOH) = n(LiOH) ∙ Mr(LiOH)

Mr(LiOH) = A_r (Li) + A_r (О) + A_r (Н) = 7 + 16 + 1 = 24

m (LiOH) = 1 моль ∙ 24 г/моль = 24 г

2. Обчислюємо масу розчину літій гідроксиду з масовою часткою розчиненої речовини 40 %, або 0,4

ω _(р.р.) = m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р-ну) = m_(р.р.) / ω _(р.р.)

m_(р-ну) (LiOH) = m_(р.р.) (LiOH) / ω _(р.р.) (LiOH)

m_(р-ну) (LiOH) = 24 г / 0,4 = 60 г

3. Обчислюємо масу води, яку необхідно добавити до літій оксиду:

m_(р-ну) = m_(р.р.) + m_(р-ка)

m(р-ка)= m(р-ну) - m(р.р.)

m (Н₂O) = m(р-ну)(LiOH) - m(Li₂O) = 60 г - 15 г = 45 г.

Відповідь: 45.

Задача 3

На зразок технічного магній гідроксиду масою 840 г, що містить домішки

магній карбонату, подіяли нітратною кислотою, узятою в надлишку. Унаслідок

цього виділився карбон(IV) оксид об’ємом 11,2 л (н. у.). Обчисліть масову

частку (%) магній карбонату в зразку.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m технічного (Mg (OH)₂) = 840 г

V(CO₂) = 11,2 л (н.у.)

HNO₃

 ω (MgCO₃)  - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу магній карбонату, на який подіяли нітратною кислотою, узятою в надлишку

MgCO₃ + 2HNO₃ = Mg (NO₃)₂ + H₂O + CO₂

Згідно з рівнянням реакції 1 моль магній карбонату взаємодіє з надлишком   2 моль нітратної кислоти  з виділенням 1 моль карбон (IV) оксиду за нормальних умов, тому

n = V/ V_m

n (CO₂) = V(CO₂) / V_m

n (CO₂) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m (MgCO₃)= n(MgCO₃)∙ Mr(MgCO₃)

Mr(MgCO₃) = A_r (Mg) +A_r (C) + 3 ∙ A_r (O) = 24 + 12 + 3 ∙ 16 = 84

Оскільки, n (CO₂) = n (MgCO₃) = 0,5 моль, то

m (MgCO₃) = 0,5 моль ∙ 84 г/моль = 42 г

2. Обчислюємо масову частку магній карбонату в зразку технічного магній гідроксиду

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

ω (MgCO₃) = m(MgCO₃) / m технічного (Mg (OH)₂)

ω (MgCO₃) = 42 г / 840 г = 0,05 або 5 %

Відповідь: 5 .

ЗНО 2016

     Задача 1

Для приготування столового оцту використовують оцтову есенцію, масова частка етанової кислоти в якій становить 80 %. Обчисліть об’єм (л) води, яку необхідно змішати з оцтовою есен­цією масою 400 г для одержання столового оцту з масовою часткою етанової кислоти 5 %.

Коментар до тестового завдання

Дано:

ω₁ (СН₃СООН) = 80 % , або 0,8

m_1(р-ну) (СН₃СООН) = 400 г

ω₂ (СН₃СООН) = 5 %, або 0,05

V (Н₂O) - ?

Розв’язування

1. Обчислюємо масу етанової кислоти в оцтовій есенції в першому розчині:

ω _(р.р.) = m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р.р.) = ω _(р.р.) ∙ m_(р-ну)

m₁(СН₃СООН) = m_1(р-ну) (СН₃СООН) ∙ ω₁ (СН₃СООН)

m₁(СН₃СООН) = 400 г ∙ 0,8 = 320 г.

Оскільки до оцтової есенції додають чисту воду, то маса етанової кислоти в есенції та новоутвореному другому розчині буде одна­кова:

m₁(СН₃СООН) = m₂(СН₃СООН) = 320 г.

2. Обчислюємо масу новоутвореного другого розчину:

ω _(р.р.) = m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р-ну) = m_(р.р.) / ω _(р.р.)

m_2(р-ну) (СН₃СООН) = m₂(СН₃СООН) / ω₂ (СН₃СООН)

m_2(р-ну) (СН₃СООН) = 320 г / 0,05 = 6400 г

3. Обчислюємо масу води, яку необхідно додати до оцтової есенції першого розчину, щоб отримати необхідний новоутворений другий розчин:

m (н₂о) = m₂(СН₃СООН) - m₁(СН₃СООН)

m (н₂о) = 6400 – 400 = 6000 г

4. Обчислюємо об’єм води, яку необхідно додати до оцтової есенції першого розчину, щоб отримати необхідний новоутворений другий розчин:

ρ(н₂о) = m(н₂о) / V(н₂о)

V(н₂о) = m(Н₂O) / ρ(Н₂O)

V(н₂о) = 6000 г / 1 г/мл = 6 л.

Відповідь: 6.

Задача 2

Суміш метану та етену пропустили крізь склянку з бромною водою, узятою в надлишку. Унаслідок цього маса склянки збільшилася на 2,8 г. У результаті повного окиснення такої самої порції вихідної суміші газів виділився карбон(ІV) оксид кількістю речовини 0,65 моль. Обчисліть масову частку (%) метану у вихідній суміші.

Коментар до тестового завдання

Дано:

газова суміш - метан СН₄ і етен С₂Н₄

∆m (склянки) = 2,8 г

n _загал.(С0₂) = 0,65 моль

Вг₂

ω (СН₄) — ?

Розв’язування

1. Якщо газову суміш, що складається з мета­ну та етену, пропустити через бромну воду, то тільки етен вступить у хімічну реакцію з бро­мом за цих умов, а саме завдяки процесу приєднання маса склянки збільшується на 2,8 г:

С₂Н₄ + Вг₂ = С₂Н₄Вг₂

 m (С₂Н₄) = ∆m (склянки) = 2,8 г

2. Обчислюємо кількість речовини етену, що вступає в реакцію з бромом

n = m / Mr

n (С₂Н₄) = m(С₂Н₄) / Mr(С₂Н₄)

Mr(С₂Н₄) = 2∙A_r (С) + 4 ∙ A_r (Н) = 2∙12 + 4∙1 = 28

n (С₂Н₄) = 2,8 г / 28 г/ моль = 0,1 моль.

3. Обчислюємо кількість речовини карбон (ІV) оксиду, що утворюється в результаті згорання 0,1 моль етену

С₂Н₄ + 3О₂ = 2CO₂ + 2H₂O

Згідно з рівнянням реакції при згоранні 1 моль етену виділяється 2 моль карбон (ІV) оксиду, а за умовою задачі згорає 0,1моль етену, тому

n₁ (CO₂) = 0,1 моль ∙ 2 моль / 1 моль = 0,2 моль

4. Обчислюємо кількість речовини карбон (ІV) оксиду, що утворюється в результаті згоряння метану. Оскільки метан, так само як і етен, зго­ряє до карбон (ІV) оксиду та води

СН₄ + 2О₂ = CO₂ + 2H₂O

Тому обчислити кількість речовини карбон(ІV) оксиду можна за формулою:

n₂ (CO₂) = n _загал.(С0₂) - n₁ (CO₂)

n₂ (CO₂) = 0,65 моль - 0,2 моль = 0,45 моль.

5. Обчислюємо кількість речовини метану, що згоріла.

Згідно з рівнянням реакції при згоранні 1 моль метану виділяється 1 моль карбон (ІV) оксиду, а за умовою задачі виділяється 0,45 моль карбон (ІV) оксиду, тому

n (СН₄) = 0,45 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 0,45 моль

6. Обчислюємо масу метану, що згоріла.

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m (СН₄) = n(СН₄) ∙ Mr(СН₄)

Mr(СН₄) = A_r (С) + 4 ∙ A_r (Н) = 12 + 4 ∙ 1 = 16

m (СН₄) = 0,45 моль ∙ 16 г/моль = 7,2 г.

 

7. Обчислюємо масу вихідної газової суміші

m (газової суміші) = m (СН₄) + m (С₂Н₄)

m (газової суміші) =  7,2 г + 2,8 г = 10 г.

8. Обчислюємо масову частку метану у вихідній газовій суміші

ω (газової суміші) = m (газу) / m (газової суміші)

ω (СН₄) = m(СН₄) / m(газової суміші)

ω (СН₄) = 7,2 г / 10 = 0,72, або 72 %

Відповідь: 72.

ЗНО 2017

Задача 1

Олеум масою 200 г з масовою часткою сульфур (VІ) оксиду 20 % змішали з водою масою 218 г. Обчисліть масову частку (%) сульфатної кислоти в одержаному розчині.

Коментар до тестового завдання

Олеум — суміш сульфур (VІ) оксиду та безвод­ної сульфатної кислоти. Додаванням олеуму до води можна добути сульфатну кислоту потрібної концентрації.

Дано:

m (олеуму) = 200 г

ω (SO₃) = 20 %, або 0,2

m (Н₂O) = 218 г

ω (H₂SO₄) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу сульфур (VІ) оксиду, що міс­титься в олеумі:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р.р.)= ω _(р.р.) ∙ m_(р-ну)

m(SO₃)= ω (SO₃) ∙ m(олеуму)

m (SO₃) = 0,2 ∙ 200 г = 40 г

2. Обчислюємо масу сульфатної кислоти, що була в олеумі:

m₁ (H₂SO₄) = m(олеуму) - m(SO₃)

m₁ (H₂SO₄) =  200 г - 40 г = 160 г.

3. Обчислюємо кількість речовини сульфур (VІ) оксиду, що містився в олеумі

n = m / Mr

n (SO₃)= m(SO₃) / Mr(SO₃)

Mr(SO₃) = A_r (S) + 3∙A_r (О) = 32 + 3∙16 = 80

n (SO₃) = 40 г / 80 г/моль = 0,5 моль.

4. Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти, що утворюється у результаті взаємодії сульфур (VІ) оксиду з водою, а також кількість речовини води, що витратилася на цю реакцію

SO₃ + Н₂O = H₂SO₄

Згідно з рівнянням реакції взаємодіє 1 моль сульфур (VІ) оксиду з 1 моль води і утворюється 1 моль сульфатної кислоти, а за умовою задачі вступає в реакцію 0,5 моль сульфур (VІ) оксиду, тому

n (H₂SO₄) = 0,5 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 0,5 моль

n (H₂O) = 0,5 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 0,5 моль

Як видно з розрахунків, на реакцію із сульфур (VІ) оксидом необхідно лише 0,5 моль води, що становить 9 г. Тобто вода взята в надлишку. Частина води    9 г йде на реакцію, а інша частина буде виконувати роль роз­чинника

218 г - 9 г = 209 г

5. Обчислюємо масу сульфатної кислоти, що утворилась у результаті взаємодії сульфур (VІ) оксиду з водою:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m₂ (H₂SO₄) = n (H₂SO₄) ∙ Mr (H₂SO₄)

Mr (H₂SO₄) = 2 ∙ A_r (Н) + A_r (S) + 4 ∙ A_r (О) = 2 ∙ 1 + 32 + 4 ∙ 16 = 98

m₂ (H₂SO₄) = 0,5 моль ∙ 98 г/моль = 49 г.

6. Обчислюємо загальну масу сульфатної кисло­ти, що буде міститись у новоутвореному роз­чині:

m _загал.(H₂SO₄) = m₁ (H₂SO₄) + m₂ (H₂SO₄)

m _загал.(H₂SO₄) = 160 г + 49 г = 209 г.

7. Обчислюємо масу новоутвореного розчину:

m₂ (H₂SO₄) = m (олеуму) + m (Н₂O)

m₂ (H₂SO₄) = 200 г + 218 г = 418 г

8. Обчислюємо масову частку сульфатної кисло­ти в новоутвореному розчині:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

ω₂(H₂SO₄) = m _загал.(H₂SO₄) / m₂ (H₂SO₄)

ω₂(H₂SO₄) = 209 г / 418 г = 0,5, або 50 %

Відповідь: 50.

Задача 2.

У результаті випалювання руди масою 200 кг одержали купрум (ІІ) оксид масою 120 кг. Обчис­літь масову частку (%) купрум (І) сульфіду в руді.

Коментар до тестового завдання

Одна зі стадій одержання міді в промисло­вості — випалювання збагаченої руди, головною складовою якої є купрум (І) сульфід. Цей процес відбувається за схемою Cu₂S + 2О₂  = 2CuO + SO₂.

Дано:

m (руди) = 200 кг = 2∙ 10⁵ г

m (CuO) =120 кг = 1,2∙ 10⁵ г

ω (Cu₂О) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо кількість речовини купрум (ІІ) оксиду, що утворилась у результаті спалюван­ня купрум (І) сульфіду:

n = m / Mr

n(CuO) = m(CuO) / Mr(CuO)

Mr(CuO) = A_r (Cu) + A_r (О) = 64 + 16 = 80

n(CuO) = 1,2∙ 10⁵ г / 80 г/моль = 1500 моль

2. Обчислюємо кількість речовини купрум (І) сульфіду, яку спалили:

Cu₂S + 2О₂  = 2CuO + SO₂

Згідно з рівнянням реакції при спалюванні 1 моль купрум (І) сульфіду утворюється 2 моль купрум (ІІ) оксиду, а за умовою задачі утворюється     1500 моль купрум (ІІ) оксиду, тому

n(Cu₂S) = 1500 моль ∙ 1 моль / 2 моль = 750 моль

3. Обчислюємо масу купрум (І) сульфіду, яку спа­лили:

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m (Cu₂S) = n(Cu₂S) ∙ Mr(Cu₂S)

Mr(Cu₂S) = 2 ∙ A_r (Cu) + A_r (S) = 2 ∙ 64 + 32 = 160

m (Cu₂S) = 750 моль ∙ 160 г/моль = 120 000 г = 120 кг.

4. Обчислюємо масову частку купрум (І) сульфіду в руді:

ω _{(речовини)} = m_{(речовини)} / m_(руди)

ω (Cu₂S) = m (Cu₂S) / m_(руди)

ω (Cu₂S) = 120 кг / 200 кг = 0,6, або 60 %.

Відповідь: 60 .

ЗНО 2018

Задача 1

Розбавлені розчини кислот добувають змішуванням концентрованих їхніх розчинів і води. Обчисліть масу (г) розчину з масовою часткою сульфатної кислоти 70 %, необхідного для приготування розчину масою 350 г з масовою часткою кислоти 12 %.

Коментар до тестового завдання

Дано:

ω₂ (H₂SO₄) = 70 % , або 0,7

m_{1 (р-ну)} = 350 г

ω₁ (H₂SO₄) = 12 % , або 0,12

m_{2 (р-ну)} - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу сульфатної кислоти в першому розчині:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р.р.)= ω _(р.р.) ∙ m_(р-ну)

m₁(H₂SO₄) = m_1(р-ну) (H₂SO₄) ∙ ω₁ (H₂SO₄)

m₁(H₂SO₄) = 350 г ∙ 0,12 = 42 г.

2. Оскільки до сульфатної кислоти додають сульфатну кислоту, то маса сульфатної кислоти в новоутвореному другому розчині буде одна­кова:

m₁(H₂SO₄) = m₂(H₂SO₄) = 42 г.

3. Обчислюємо масу новоутвореного другого розчину:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р-ну) = m_(р.р.) / ω _(р.р.)

m_2(р-ну) (H₂SO₄) = m₂(H₂SO₄) / ω₂ (H₂SO₄)

m_2(р-ну) (H₂SO₄) = 42 г / 0,7 = 60 г

Відповідь: 60.

Задача 2

До розчину масою 90 г з масовою часткою літій гідроксиду 5 % добавили літій оксид кількістю речовини 0,1 моль. Обчисліть масову частку (%) лугу в розчині, що утворився.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m_1(р-ну) (LiOH) = 90 г

ω₁ (LiOH) = 5 % , або 0,05

n(Li₂O) = 0,1 моль

ω₂ (LiOH) - ?

Розв’язання

1.Обчислюємо масу літій гідроксиду в першому розчині

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

m_(р.р.)= ω _(р.р.) ∙ m_(р-ну)

m₁(LiOH) = m_1(р-ну) (LiOH) ∙ ω₁ (LiOH)

m₁(LiOH) = 90 г ∙ 0,12 = 4,5 г.

2. Обчислюємо масу літій гідроксиду, який отримали при розчиненні літій оксиду у воді

Li₂O + Н₂O = 2 LiOH

Згідно з рівнянням реакції 1 моль літій оксиду взаємодіє з 1 моль води  і утворюється 2 моль літій гідроксиду

n = m / Mr

m(Li₂O) = n (Li₂O) ∙ Mr(Li₂O)

Mr (Li₂O) = 2 ∙ A_r (Li) + A_r (О) = 2 ∙ 7 + 16 = 30

m (Li₂O) = 0,1 моль ∙ 30 г/моль = 3 г

За умовою задачі вступає у взаємодію 0,1 моль літій оксиду, тому відповідно буде утворюватися 0,2 моль літій гідроксиду, бо

n (LiOH) = 2 ∙ n(Li₂O)

n (LiOH) = 2 ∙ 0,1 моль = 0,2 моль

m = n∙ Mr

m (LiOH) = n(LiOH) ∙ Mr(LiOH)

Mr (LiOH) = A_r (Li) + A_r (О) + A_r (Н) = 7 + 16 + 1 = 24

m (LiOH) = 0,2 моль ∙ 24 г/моль = 4,8 г

3. Обчислюємо масу літій гідроксиду в новоутвореному розчині:

m₂ (LiOH) = m₁ (LiOH) + m (LiOH)

m₂ (LiOH) = 4,5 + 4,8 = 9,3 г

4. Обчислюємо масу новоутвореного розчину літій гідроксиду:

m_2(р-ну) (LiOH) = m_1(р-ну) (LiOH) + m(Li₂O)

m_2(р-ну) (LiOH) = 90 г + 3 г = 93 г

5.Обчислюємо масову частку літій гідроксиду в новоутвореному розчині:

ω _(р.р.)= m_(р.р.) / m_(р-ну)

ω₂ (LiOH) = m₂ (LiOH) / m_2(р-ну) (LiOH)

ω₂ (LiOH) = 9,3 г / 93 г = 0,1, або 10 %

Відповідь:10.

Задача 3

Зразок кам'яного вугілля  масою 5 г повністю спалили в кисні. Унаслідок цього утворився карбон (IV) оксид об'ємом 8,96 л (н.у.). Обчисліть масову частку (%) Карбону в зразку.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m(кам'яного вугілля) = 5 г 

V(CO₂) = 8,96 л

ω (С) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо масу Карбону, який згорів в кисні повітря з утворенням карбон (IV) оксиду

С + О₂ = СО₂

Згідно з рівнянням реакції 1 моль карбону згорає в 1 моль кисні повітря і утворюється 1 моль карбон (IV) оксиду за нормальних умов, тому

n = V / V_m

n (CO₂) = V(CO₂) / V_m

n (CO₂) = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль

n = m / Mr

m = n ∙ Mr

m (C) = n(C) ∙ Аr(C)

За умовою задачі утворюється 0,4 моль карбон (IV) оксиду, тому відповідно буде вступати в реакцію 0,4 моль карбону, бо

n (CO₂)= n(C) = 0,4 моль

m (C) = 0,4 моль∙ 12 г/моль = 4,8 г

2. Обчислюємо масову частку (%) Карбону в зразку кам'яного вугілля:

ω _{(речовини)}= m_{(речовини)} / m_(руди)

ω (С)= m(С)/m_{(кам'яного вугілля)}

ω (С) = 4,8 г / 5 г = 0,96, або 96 %

Відповідь:96.

Задача 4

На повне відновлення  міді із суміші масою 40 г, що складалася з оксидів Купруму (І) та Купруму (ІІ), витратили водень кількістю речовини 0,3 моль. Обчисліть масову частку (%) купрум (І) оксиду в суміші.

Коментар до тестового завдання

Дано:

m_{(суміші)} (Cu₂O + CuO) = 40 г

n(H₂) = 0,3 моль

ω(Cu₂O) - ?

Розв’язання

1. Обчислюємо маси оксидів Купруму (І) та Купруму (ІІ), які витратили на повне відновлення міді воднем кількістю речовини 0,3 моль

Cu₂O + H₂ = 2Cu + H₂О (1)

CuO + H₂ = Cu + H₂О (2)

Позначимо кількість речовини водню, який використали на відновлення міді з Купрум (І) оксиду через (у) моль. Тоді кількість речовини водню,  який використали на відновлення міді з Купрум (ІІ) оксиду через (0,3 - у) моль.         2. Обчислюємо відносні молекулярні маси Купрум (І) та Купрум (ІІ) оксидів

Mr (Cu₂O) =  2 ∙ A_r (Cu) + A_r (О) = 2 ∙ 64 + 16 = 144

Mr (CuO) =  A_r (Cu) + A_r (О) = 64 + 16 = 80

Позначимо масу Купрум (І) оксиду через (х) г. Тоді маса Купрум (ІІ) оксиду буде становити відповідно (40 - х) г.

Згідно з рівняннями реакцій кількість речовини Купрум (І) та Купрум (ІІ) оксидів дорівнює 1 моль

n = m / Mr

n(Cu₂O) = n(CuO)= 1 моль

3. Обчислюємо за рівняннями реакцій (1) і (2) маси Купрум (І) та Купрум (ІІ) оксидів

m = n ∙ Mr

m(Cu₂O)  = n(Cu₂O) ∙ Mr(Cu₂O)

m(Cu₂O)  = 1 моль ∙144 г/моль =144 г

m(CuO) = n(CuO) ∙ Mr(CuO)

m(CuO) = 1 моль ∙ 80 г/моль = 80 г

4. Складаємо систему рівнянь для визначення маси оксидів Купруму (І) та Купруму (ІІ), які витратили на повне відновлення міді воднем:

для (1) рівняння відповідно 1 ∙ х = 144 ∙ у;

для (2) рівняння відповідно 80 ∙(0,3 – у) = 1∙ (40 – х)

                                                 24 – 80 ∙ у = 40 – 144 ∙ у

                                                  - 80 ∙ у + 144 ∙ у = 40 – 24

                                                      64 ∙ у = 16

                                                       у = 0,25 моль (n(Cu₂O))

 1 ∙ х = 144 ∙ у

 х = 144∙ 0,25 = 36 г (m(Cu₂O))

5. Обчислюємо масову частку (%) купрум (І) оксиду в суміші:

ω _{(речовини)}= m_{(речовини)} / m_{(суміші)}

ω(Cu₂O)  = m (Cu₂O) / m (Cu₂O + CuO)

ω(Cu₂O)  = 36 г / 40 г = 0,96 або 96 %.

Відповідь:96.