Решение задач к занятию 1

Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем трудные задачи»
Анализ поиска ошибок к занятию 9.
Поиск ошибок оказался достаточно сложным заданием для многих участников.
Часто вместо указания на ошибки просто предлагался другой путь решения. Но при этом у
ученика остается непонимание, а почему его решение неверно. Иногда он начинает
отстаивать свой способ решения, утверждать, что у задачи есть два ответа, что это вообще
неправильная задача… . Умение видеть ошибки там, где они есть, не принять за ошибку
оригинальное, пусть и не самое рациональное решение, необходимо и при работе в жюри
олимпиады, в качестве эксперта ЕГЭ.
Замечания сделанные участники мастер-класса можно разбить на две группы:
Ошибки и Рекомендации и замечания. Первые неизбежно приводят к неправильному
ответу и потере баллов. Учет вторых позволяет избежать ошибок, ненужной потери
времени, или непонимания того, кто будет проверять решение.
Одной из ошибок, которую часто пропускали участники, является ошибка
округления. Порой такие ошибки могут существенно искажать результат решения и
приводить к потере баллов.
Задача 1. Карбонат кальция массой 10 г растворили при нагревании в 150 мл хлороводородной
кислоты (ρ = 1,04 г/мл) с массовой долей 9%. Какова массовая доля хлороводорода в
образовавшемся растворе?
Фрагмент решения:
Ошибки:
1. Нарушен физический смысл массовой
доли: сначала нужно найти массу раствора,
а потом – массу растворенного вещества.
2. Не найдено количество вступившего
в реакцию хлороводорода, не найден
его остаток, в результате - неправильно
определена массовая доля.
Рекомендации и замечания:
1. Можно было не проверять, в избытке
ли хлороводород, так как это следует из
вопроса задачи. **)
2. Замечания по записи краткого условия
задачи: массовые доли хлороводорода
следовало бы обозначить по-разному,
например w1(НСl) и w2(НСl); плотность
раствора, а не газа хлороводорода;
3. неправильное
округление
массы
раствора
Не могу принять такую поправку,
т.к. она приведет к ошибке в
определении массы раствора:
Задача 2. Рассчитайте, какую массу оксида серы(VI) надо добавить к 500 г 20%-ного
раствора серной кислоты, чтобы увеличить ее массовую долю до 40%..
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем трудные задачи»
Ошибки:
1. Неверно выражена масса второго
раствора «(500 + у)», тогда как рост
массы раствора происходит за счет
добавления оксида серы.
Рекомендации и замечания:
1. Рациональнее использовать одну
неизвестную
2. Рациональнее было решать задачу
через количество вещества: пусть х
моль – количество добавленного
серного ангидрида и получившейся из
него серной кислоты и т.д.
Не могу принять такое мнение: «Задача решена верно, но рациональнее было решить прямым
способом, по правилу “креста” найти массу необходимой серной кислоты и ее количество, а затем
по уравнению количество и массу оксида серы (VI)».
Считаю, правило креста здесь неприменимо из-за протекания химической реакции
Задача 3. К смеси этина и этана объемом 2 л добавили равный объем водорода и
пропустили через реактор с платиновым катализатором. После приведения полученных
газов к первоначальным условиям, оказалось, что объем смеси уменьшился на 350 мл.
Определите объемную долю этина в исходной смеси.
Уравнения реакций:
C2H2 + 2H2 = C2H6
Объем смеси уменьшается за счет присоединения водорода,
который взят в избытке. Количество вещества водорода:
n(H2) = V/VM = 0,35/22,4 = 0,016 моль
По уравнению реакции n(С2H2) = n(H2)/2 = 0,016/2 = 0,008
моль
V(С2H2) = 0,008*22,4 = 0,1792 л
φ(С2H2) = V / Vсм = 0,1792/2 = 0,0896 = 8,96% …
Ошибки:
1. В задаче выполнено слишком
грубое округление, что приводит к
значительной погрешности ответа
(0,35/22,4 = 0,015625).
Рекомендации и замечания:
1. Рациональнее задачу решать через
объемные отношения газов.
Ошибочное мнение: «Ход рассуждений неправильный. Неизвестно в избытке ли водород» Если
водород был бы в недостатке, уменьшение объема составило бы 2 л.
Ошибочное мнение: «На мой взгляд, объем смеси уменьшился на 0,35 л за счет С2Н2, φ(C2H2) =
0,35/2=0,175. φ(C2H2) = 17,5%»
И непонятное: «Изменение объёма смеси происходит не только за счёт водорода, вступающего в
реакцию гидрирования. Уменьшение объёма смеси происходит за счёт уменьшения объёмов
ацетилена и водорода, вступающих в реакцию, и увеличения объёма этилена, полученного в ходе
реакции: ΔVсм = - V(C2H2) – V(H2) + V(C2H6).» Учитывая, что V(C2H2) = V(C2H6) , можно
все же сделать вывод: ΔVсм = V(H2) т.е. «Объем смеси уменьшается за счет присоединения
водорода» .
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем трудные задачи»
Задача 4. Из 15 г медного купороса приготовили насыщенный при температуре t1, раствор,
который затем охладили до температуры t2. При охлаждении из раствора выкристаллизовалось
3,5 г медного купороса. Определите растворимость сульфата меди в воде при температуре t2, если
его растворимость сульфата меди при температуре t1 равна 60 г 100 г воды.
Определим массовую долю в исходном растворе:
K1 = 60г/100 г H2O; w1(CuSO4)=60/160=0,375 или 37,5%
Определим массу насыщенного раствора сульфата меди.
mраствора (CuSO4) =15/0,375=40 г
После охлаждения в растворе осталось 15 - 3,5 = 11,5 г
кристаллогидрата.
Определим массу соли в нем:
M(CuSO4)=160 г/моль, M(CuSO4* 5H2O)=250г
Определим массу оставшегося раствора …
Ошибки:
Допущена ошибка при вычислении
массы насыщенного раствора сульфата
меди при t1, т.к. взята масса не
сульфата меди, а медного купороса.
Рекомендации и замечания:
Строго говоря, в растворе нет
кристаллогидрата, там есть вода и
ионы, образовавшиеся при
диссоциации сульфата меди.
Задача 5. Определите объем 9,8%-ной серной кислоты (плотность 1,05 г/мл) которая необходима
для нейтрализации аммиака, полученного при нагревании смеси 26,4 г сульфата аммония и 37 г
гидроксида кальция.
Ошибки:
В последнем действии –
определение объема серной
кислоты – неправильно
указаны единицы измерения.
Рекомендации и замечания:
Уравнение реакции аммиака с
водой лишнее, т.к. в условии
идет речь о нейтрализации
аммиака, а не его раствора или
гидроксида аммония.
Ошибочное мнение: «...в условии говорится лишь о нейтрализации аммиака, т.е. реакция идет до
образования кислой соли и соотношение количества исходных веществ в данном случае будет
другим …» Думаю, требуется найти минимальное количество серной кислоты, а не то
количество, которое нужно для образования кислой соли.
Задача 6. Магний массой 4,8 г растворили в 200 мл 12%-ного раствора серной кислоты
( = 1,05 г/мл). Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном растворе.
…
Ошибки:
Масса образовавшегося раствора
определена неверно, т.к. вместо массы
магния взята масса полученной соли.
Рекомендации и замечания:
- Небольшая неточность в записи условия
задачи: ρ((H2SO4), надо ρр((H2SO4).
- Из условия задачи вытекает, что магний
прореагировал полностью,
следовательно, нет смысла искать, «что в
избытке» **).
**) Согласен с этим замечанием, но в критериях решений задач на ЕГЭ этот пункт часто
прописан. Поэтому лучше посоветовать ученику перестраховаться.
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем трудные задачи»
Задача 7. Нитрит калия массой 8,5 г внесли при нагревании в 270 г раствора бромида аммония с
массовой долей 12%. Какой объём (н.у.) азота выделится при этом и какова массовая доля
бромида аммония в получившемся растворе?
Ошибки:
1. Количество вещества бромида
аммония округлено грубо (0,3 вместо
0,331), что ведет к потере точности при
дальнейших расчетах.
2. Неправильно определена масса
конечного раствора. Автор решения не
учел, что бромид аммония был взят в
виде раствора массой 270 г, а азот уходил
из системы. Это привело к ошибочному
ответу.
Рекомендации и замечания:
- Описки: KNO3 вместо KNO2. моль/л
вместо л/моль
- Из условия задачи вытекает, что , что
бромид аммония взят в избытке,
определять это нет смысла
Задача 8. Смешали 300 мл раствора серной кислоты с массовой долей 10% (плотностью
1,05 г/мл) и 200 мл раствора гидроксида калия с массовой долей 20% (плотностью 1,10
г/мл). Сколько миллилитров воды следует добавить к полученной смеси, чтобы массовая
доля соли в ней составила 7%?.
Ошибки:
1. Неверно понято условие задачи,
записано, что найти надо массу
добавленной воды, а не объем.
Найденная масса не переведена в объем
2. не записано уравнение реакции, по
которому ведется расчет
3.Слишком грубое округление количества
серной кислоты (0,3214 моль) и КОН что
привело к ошибкам в десятки грамм!!!!!
Рекомендации и замечания:
- Правильнее написать, что серная
кислота прореагировала полностью
- Описка? 40 вместо 44
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем трудные задачи»
Задача 9. Некоторый сложный эфир массой 7,4 г подвергнут щелочному гидролизу. При этом
получено 9,8 г калиевой соли предельной одноосновной кислоты и 3,2 г спирта. Установите
молекулярную формулу этого эфира.
Ошибки:
1. нет
Рекомендации и замечания:
- решена нерационально. Лучше было
применить закон сохранения массы и
найти массу KOH. Отсюда сразу можно
определить молярные массы других
веществ
- использовать для молярных масс
обозначения «Ŕ» и «Ŕ ́» некорректно,
лучше массы радикалов обозначить через
«х» и «у»
Задача 10. Хлор без остатка прореагировал с 228,58 мл 5 %-ного раствора NaОН
(плотность 1,05 г/мл) при повышенной температуре. Определите состав полученного
раствора и рассчитайте массовые доли веществ в этом растворе.
Ошибки:
1. Неправильный химизм реакции:
при повышенной температуре
получается хлорат, а не гипохлорит
натрия. Воду в приведенном
уравнении реакции в левой части
следует сократить.
2. неправильно определена масса
конечного раствора - не учтена
масса поглощенного хлора
Рекомендации и замечания:
- такие значения, как 240,009
конечно нужно округлять (240)
Если у вас остались вопросы по решениям предложенных задач
– их можно обсудить на форуме.