Автор: Анацко Ольга Эдуардовна

Место работы: ГБОУ гимназия №399, учитель химии

Решение задач – как одна из форм деятельности на уроках химии в 8 – 9 классах.

Решение задач на уроках химии является одной из самых важных форм как обобщения знаний так и их проверки.

Решение задач позволяет разнообразить формы повторения и закрепления материала, так как для решения необходимо представлять не только общий ход решения, но и знать химизм процесса описанного в задаче. Задачи должны занимать существенное место в школьном изучении химии уже с 8 класса. Но в 8 классе необходимо дать общие представления о количественных расчетах в химии и применении изученных свойств веществ для решения конкретных задач. Решение основных типов задач начинается в 9 классе, когда учащиеся уже имеют достаточный опыт в решении задач как химических, так физических и математических.

В данной работе предпринята попытка провести классификацию задач, встречающихся в школьном курсе химии и обсудить возможность применения алгоритмов к их решению. Далее в работе приведены некоторые алгоритмы решения расчетных задач различных типов. Подобраны примеры задач, распределенных по основным типам. Задачи скомпонованы в задания для отработки материала, в самостоятельные и проверочные работы.

Понятие задачи, отличие задач от других видов учебной деятельности. Виды задач.

Что такое учебная задача? Это понятие встречается практически на каждом уроке химии, физики и математики. Часто встречается на уроках биологии (задачи по генетике).

Дать определение этому понятию очень сложно.

Следующие определения понятию “задача” даются в Большой Советской Энциклопедии:

поставленная цель, которую стремятся достигнуть;
поручение, задание;
вопрос, требующий решения на основании определенных знаний и размышления, проблема;
один из методов обучения и проверки знаний и практических навыков учащихся, применяемый во всей типах общеобразовательных и специальных учебных учреждений.

Как кажется, наиболее подходящее по смыслу к изучению школьных предметов  третье определение. Четвертое определение скорее является констатацией факта, но не проясняет его смысл.

Задачи, как форма изучения, закрепления и проверки знаний используется во многих предметах: математике, физике, химии. Все задачи имеют общие черты, но химические задачи, в отличие от, например, физических или математических имеют некоторые особенности. Многие химические задачи имеют скрытые данные в виде химических формул или названий¹. Так же отличительной чертой химических задач является то, что в них часто используются несистемные единицы физических величин: грамм, литр, миллилитр и др., и для решения задач (особенно качественных) перевод в системные величин не всегда требуется. Тогда как при решении физических задач перевод всех единиц в одну систему, чаще всего СИ,  первое и необходимое требование успешного решения задач. Основной особенностью химических задач  это использование понятия “количество вещества” и его единицу измерения  “моль”². Для понимания этих величин очень мало опорных понятий. Они являются трудно доступными и абстрактными понятиями, так как не имеют аналогии в других, предшествующих химии предметах.

На основе психологической литературы авторы ³ дают более строгое определение химической учебной задачи:

Химическая учебная задача  это модель проблемной ситуации, решение которой требует от учащихся мыслительных и практических действий на основе знания законов, теорий и методов химии, направленная на закрепление, расширение знаний и развитие химического мышления.

В литературе встречается некоторое смешение понятий задачи и других видов деятельности, как например вопросы и упражнения. Эти задания оказывают различное развивающее действие на учащихся.^¹

Вопрос  задание, требующие, в основном, репродуктивной деятельности учащихся.

Задача  задание, которое всегда требует хотя бы некоторой продуктивной деятельности.

Упражнение  совокупность нескольких вопросов (репродуктивная деятельность), задач (репродуктивно-продуктивная деятельность) и творческих заданий (продуктивная деятельность).

Далее будем говорить именно о задачах.

Задачи можно классифицировать на несколько типов по различным признакам:

1). По типам решения на качественные и расчетные^².

Качественные задачи включают объяснения наблюдаемых явлений, ряды превращений, получения веществ, синтезы и т.д.

Количественные задачи  это те задачи, которые включают в себя различные математические расчеты.

Методику решения таких задач полезно связать с физикой (показывая межпредметные связи), часто сохраняя форму записи условия и решения. Физико-математический путь решения задач, когда все расчеты сначала производят в буквенных выражениях и лишь после этого подставляют числовые значения, авторы ² предполагают более рациональным. Но вероятно, этот путь не всегда возможен, особенно при решении сложных продуктивных задач. Поэтому физико-математический путь не всегда применим.

2). По типу деятельности на репродуктивные и продуктивные^³ (хотя, как кажется такое деление очень условно, так как решение практически любой задачи включает в себя некоторую продуктивную деятельность).

Репродуктивные задачи  типовые задачи, при решении которых возможно применение алгоритмов. В начале изучения этих задач учитель сам объясняет ход решения этих задач. Вероятно этот тип задач правильнее называть репродуктивно-продуктивным.

Продуктивные задачи  творческие задачи, в них необходимо самостоятельно найти способы решения. В 9 классе основу должны составлять репродуктивные задачи, так как решение продуктивных задач, все-таки основано на усвоении общих методов решения задач, достаточно большого кругозора и умения видеть межпредметные связи. Что часто отсутствует даже у сильных учащихся в 9 классе.

3). По количеству действий, которые необходимо выполнить для нахождения решения задачи: на простые и сложные^⁴.

Простые задачи  задачи, для решения которых необходимо применить один элемент знаний или одно действие.

Сложные задачи  для их решения требуется применить несколько элементов знаний или несколько действий.

Приведем примеры простых и сложных задач на основе расчетных:

Простая задача:

Найти массу оксида углерода (IV), полученного при сжигании 6 г угля в 8 г кислорода.

Сложная задача:

Найти массу хлорида цинка и объем водорода, полученных при взаимодействии 13 г цинка с соляной кислотой.

Далее сложные задачи можно подразделить на составные (для их решения необходимо два или более действий, но выполнять их можно в любом порядке) и комбинированные (для их решения также нужны несколько действий, но они строго взаимосвязаны между собой). Примером составной сложной задачи может служить задача на нахождение массовых или объемных долей веществ в газовой смеси, а примером комбинированных  задачи, включающие в себя понятие массовой доли вещества в растворе и, например доли выхода продукта реакции.

3). Еще одна интересная классификация задач: стандартные и нестандартные^⁵. Основа этой классификации  вопрос. В стандартных задачах вопрос всегда корректен: учащийся может не знать как на него ответить, но ему ясно является ли тот или иной результат ответом на данный вопрос. Однако жизнь часто ставит некорректные вопросы, которые можно понимать по разному, и каждому варианту понимания будет соответствовать свой правильный ответ. Это признак нестандартных задач. На уроках химии в 9 классе, вероятно, основу должны составлять стандартные задачи, к решению которых можно подобрать алгоритм. Нестандартные задачи, несмотря на их сложность и затрату времени на них, все-таки необходимо иногда включать в урок, так как они позволяют лучше увидеть межпредметные связи, развивают внимательность и логику. К тому же многие нестандартные задачи вызывают неподдельный интерес у учащихся. В работе ⁵ приводятся различные варианты нестандартных задач из разных областей знаний. Важно отметить нестандартные задачи с экологическим уклоном^⁶. Обращать внимание учащихся на проблемы экологии необходимо, а на примере таких задач это еще и полезно и интересно.

Роль задач в обучении химии.

Несмотря на то, что переоценить роль решения задач в курсе изучения химии сложно, все-таки перечислим основные значения решения задач³:

учит ориентироваться в проблемной ситуации;
предполагает активную продуктивную деятельность;
проявляет взаимосвязь представлений и понятий;
содействует конкретизации и упрочнению знаний;
позволяет установить связь химии с другими предметами;
является средством закрепления в памяти учащихся основных законов и понятий;
воспитывает в процессе изучения у учащихся умение использовать полученные знания для решения практических проблем;
служит одним из способов учета знаний и проверки навыков, полученных в процессе изучения предмета.

Еще одним немаловажным фактором решения задач служит то, что систематическое, в течение всего курса 8  9 класса, решение задач приучает учащихся к постоянному, систематическому применению своих знаний и развивает их память.

Так как решение задач всегда требует некоторой продуктивного, творческого подхода, то решение задач дают возможность учителю не только проверить знания учащихся, но и оценить стиль их мышления и творческие способности^⁷.

Возможность применения алгоритмов для решения задач.

В начале кратко рассмотрим понятие алгоритм.

Понятие “алгоритм” изначально связано с решением математических задач. Но в настоящее время это понятие перешагнуло за рамки математики. Воспользуемся определением алгоритма, данное в работе ^⁸: алгоритм  конечная последовательность точно сформулированных правил решения некоторых типов задач.

Алгоритмы, использующиеся в математике и кибернетики, полностью абстрагируются от способа их реализации и человеческого фактора. В сфере педагогики, психологии и методики необходимо учитывать человеческий фактор. Поэтому в отличие от строго математического понятия алгоритм было введено понятие “алгоритмическое предписание”. Алгоритмические предписания имеют ряд особенностей ⁸. Они, в отличие от математических алгоритмов, не имеют жесткой конструкции, менее форматизированны, так как допускают оперирование объектами не только знаковой природы, но и в большей степени содержанием и смыслом операций. В химии широко используются именно алгоритмические предписания. Далее приведены некоторые примеры алгоритмических предписаний, которые для краткости будем называть алгоритмами. Рассмотрим возможность использование алгоритмов для решения расчетных стандартных задач по химии в 9 классе.

Применение алгоритмов при решении расчетных задач по химии имеет большое значение. Так, с одной стороны они позволяют учителю легче объяснить решение того или иного типа задач. Во-вторых, пользуясь алгоритмами ученикам проще решать химические специфические задачи, отличающиеся от более знакомых задач по физике и математике, введенных ранее, так как алгоритмы дробят задачи на отдельные более простые действия. Хотя частое использование алгоритмов в сильных классах может приводить к стандартизации решений и отучать учеников от рассудительного подхода к решению задач. Но в классах со средней или слабой успеваемостью алгоритмы помогают ученикам усвоить решения задач и, часто, создать атмосферу успешности в классе: даже достаточно слабые ученики могут решить задачу по примеру разобранному постадийно в алгоритме.

Еще одно неоспоримое преимущество алгоритмов состоит в том, что работа с алгоритмами позволяет следить за этапами решения задачи, а не видеть только ответ. Учащиеся привыкают действовать последовательно, а не подгонять решение задачи под ответ. Разобранная поэтапно задача помогает вычленить наиболее сложные для восприятия учащихся стадии решения задачи, и затем еще раз вернуться к их обсуждению.

Примеры алгоритмов.

Существуют различные формы представления алгоритмов. Чаще всего алгоритмы решения расчетных задач по химии авторы предлагают в виде перечисления последовательного набора действии (авторы ³). После алгоритма приводятся примеры решения задач на его основе. Предложены алгоритмы и в виде логических схем ⁸. Такие способы представления алгоритмов, в общем, удобны, но имеют один недостаток. Если такой алгоритм предложить ученику со средней успеваемостью, то у него возникнут трудности с соотнесением этапов решения задачи и этапов алгоритма.

В книге М. С. Пак⁷ предложен, вероятно, наиболее рациональный и удобный для восприятия способ представления алгоритма. В таблице представлены стадии (этапы) алгоритма и каждый из них разбирается на конкретном примере. Этот способ используется многими авторами и будет далее представлен в этой работе.

Приведенные ниже алгоритмы не являются строгими, их можно использовать просто как руководство к решению задач.

Слабым ученикам, или же в классе со слабой успеваемостью  всем ученикам, после неоднократного разбора задач, дается следующее задание. Каждому ученику (или по началу в паре) дается карточка с алгоритмом решения какой-либо задачи. По выданному примеру ученик должен заполнить третий столбец в таблице (приложение 1) (ученик переписывает таблицу в тетрадь) на примере полностью аналогичной задачи.

Сначала данное задание выполняется в качестве самостоятельной работы, затем такой способ решения задач можно предложить и на проверочных и контрольных работах слабым ученикам.

С таким заданием справляются практически все ученики. Более сильным учащимся можно предложить усложненный вариант  алгоритм без разбора примера задачи (приложение 2).

В приложении 3 даны варианты алгоритмов решения задач практически всех типов, рассматриваемых в 9 классе. Некоторые алгоритмы взяты из работы ⁷, некоторые изменены или разобраны на других примерах или составлены заново.

Представлены алгоритмы решения следующих типов задач:

Алгоритм расчета по уравнениям химических реакций, если одно из исходных веществ взято в избытке.
Алгоритм определения массовой доли выхода продукта реакции по сравнению с теоретически возможным.
Алгоритм вычисления массы продукта по известной массе исходного вещества и доли выхода продукта реакции от теоретически возможного.
Алгоритм вычисления массы продукта по известной массе исходного вещества, содержащего примеси.
Алгоритм вычисления массовой доли примеси в исходном веществе.
Алгоритм решения задач на вывод формул:

а) если известна относительная молекулярная или молярная масса вещества.

б) если неизвестна относительная молекулярная или молярная масса вещества.

Алгоритм решения задач на нахождение массовых и объемных долей веществ в газовых смесях.

В приложении 4 представлен набор задач, скомпонованных по нескольким принципам. Во-первых, по типам: после прохождения каждого типа задач материал отрабатывается на 10  15 задачах в течение нескольких уроках (количество уроков и число задач зависит от успеваемости в каждом конкретном классе). Некоторые задачи даны с ответами. Как указывалось выше, даже при наличии ответа, учащиеся редко “подгоняют” задачу под ответ, если используют алгоритм. Во-вторых, представлены самостоятельные и проверочные работы. Проверочная работа обычно содержит две задачи и рассчитана на 20 минут. Такого типа работы проводятся в конце изучения определенного типа задач. Самостоятельная работа содержит 4  5 задач и рассчитана на урок. В самостоятельную работу, в отличие от проверочной, включены задачи различных типов.

Все задачи, помеченные *, более сложные или нестандартные (то есть к их решению алгоритмы, изученные на уроках можно применять лишь с осторожностью). Такие задачи можно предложить более успевающим и заинтересованным ученикам.

Задачи, представленные в приложении 4 в основном составлены автором, некоторые взяты из ⁹ и ¹⁰.

Заключение.

Автор работы начала использовать алгоритмы 3 года назад. Помимо перечисленных выше, основным положительным результатом этой работы автор считает, что такая работа с алгоритмами позволила выработать более позитивный подход у учащихся к решению задач. Так же систематическое использование задач на уроках позволяет получить достаточно большой массив отметок даже у слабо успевающих учеников.

Литература:

1 Общая методика обучения химии, М, Просвещение, 1982.

2 Г. М. Чернобельская, Методика обучения химии в средней школе, М., Владос, 2000.

3 Г. И. Штремплер, А. И. Хохлова, Методика решения расчетных задач по химии, М, Просвещение, 1998.

4 Совершенствование обучения химии в 7-8 классах средней школы., под ред. Р. Г. Ивановой., М, Просвещение, 1985.

5 Ю. М. Закгейм, О нестандартных задачах//Химия в школе. 1999.№ 5 . С. 36-42.

6 Л. Ю Аликбекова, Е. И. Хабарова, Сведения об экологии в химических задачах//Химия в школе. 2000. № 6. С. 55-57.

7 М. С. Пак, Алгоритмика при изучении химии, М., 2000.

8 Л. А. Яковишин, Схемы алгоритмов решения расчетных задач//Химия в школе 2000. № 1. С. 38-40.

⁹ Н.Н. Гара, Н.И. Габрусеева, Сборник задач для проведения устного экзамена за курс основной школы, 9 класс, М., «Дрофа», 1999.

¹⁰ В. Б. Воловик, Е. Д. Крутецкая, Неорганическая химия, упражнения и задачи, СПб, Оракул, 1999.

Приложение 1.

Последовательность действийПримеры выполнения действийРеши задачу1. Прочитайте текст задачи. Найти массу осадка, образующегося при взаимодействии растворов, содержащих 32 г сульфата меди (II) и 10 г гидроксида натрия.Найти массу осадка, образующегося при взаимодействии растворов, содержащих 24 г сульфата магния и 11,2 г гидроксида калия.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.m(CuSO₄) = 32 г

m(NaOH) = 10 г

m(Cu(OH)₂) = ?3. Запишите уравнение реакции. CuSO₄ + 2NaOH  Cu(OH)₂ + Na₂SO₄4. Подчеркните формулы веществ, о которых идет речь в задаче.CuSO₄ + 2NaOH  Cu(OH)₂ + Na₂SO₄5. Найдите молярные массы этих веществ. M(CuSO₄) = 160 г/моль

M(NaOH) = 40 г/моль

M(Cu(OH)₂) = 98 г/моль6. Найдите количество вещества каждого из исходных веществ по формуле

 = m/M.(CuSO₄) = 32 г / 160 г/моль = 0,2 моль

(NaOH) = 10 г /40 г/моль = 0,25 моль

7. Найдите какое вещество находится в избытке, сравнивая количества исходных веществ рассчитанные и по реакции.По реакции: 1 моль CuSO₄ и 2 моль NaOH.

Дано: 0,2 моль CuSO₄ и 0,25 моль NaOH, значит находится в избытке.8. Считая по веществу, находящемуся в недостатке найдите количество вещества продукта.(Cu(OH)₂) = ½(NaOH) = ½  0,25 моль = 0,125 моль9. Найдите массу продукта реакции. m(Cu(OH)₂) = 0,125 моль  98 г/моль = 12,25 г 10. Запишите ответ. Ответ: m(Cu(OH)₂) = 12,25 г

Приложение 2.

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Найти массу осадка, образующегося при взаимодействии растворов, содержащих 32 г сульфата меди (II) и 10 г гидроксида натрия.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.3. Запишите уравнение реакции. 4. Подчеркните формулы веществ, о которых идет речь в задаче.5. Найдите молярные массы этих веществ. 6. Найдите количество вещества каждого из исходных веществ по формуле

 = m/M.7. Найдите какое вещество находится в избытке, сравнивая количества исходных веществ рассчитанные и по реакции.8. Считая по веществу, находящемуся в недостатке найдите количество вещества продукта.9. Найдите массу продукта реакции. 10. Запишите ответ.

Приложение 3.

Алгоритмы решения задач.

Алгоритм расчета по уравнениям химических реакций, если одно из исходных веществ взято в избытке.^¹^

m(NaOH) = 10 г

M(NaOH) = 40 г/моль

M(Cu(OH)₂) = 98 г/моль6. Найдите количество вещества каждого из исходных веществ по формуле

 = m/M.(CuSO₄) = 32 г / 160 г/моль = 0,2 моль

(NaOH) = 10 г /40 г/моль = 0,25 моль

Дано: 0,2 моль CuSO₄ и 0,25 моль NaOH, значит находится в избытке.8. Считая по веществу, находящемуся в недостатке найдите количество вещества продукта.(Cu(OH)₂) = ½(NaOH) = ½  0,25 моль = 0,125 моль9. Найдите массу продукта реакции. m(Cu(OH)₂) = 0,125 моль  98 г/моль = 12,25 г 10. Запишите ответ. Ответ: m(Cu(OH)₂) = 12,25 гЗадачи на долю выхода продукта реакции.

а) Алгоритм определения доли выхода продукта реакции по сравнению с теоретически возможным.^¹^

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Из 112 г оксида кальция получили 120 г гидроксида кальция. Определите массовую долю выхода продукта реакции от теоретически возможного.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.m(CaO) = 112 г

m_практ (Ca(OH)₂) = 120 г

 = ?3. Запишите уравнение реакции. CaO + H₂O Ca(OH)₂4. Подчеркните формулы веществ, о которых идет речь в задаче.CaO + H₂O Ca(OH)₂5. Найдите молярные массы этих веществ. M(CaO) = 56 г/моль

M(Ca(OH)₂) = 74 г/моль6. Найдите количество исходного вещества по формуле:

 = m/M.(CaO) = 122 г / 56 г/моль = 2 моль

7. Найдите теоретическое количество вещества продукта по уравнению реакции. (Ca(OH)₂) = (CaO) = 2 моль 8. Найдите теоретическую массу продукта реакции по формуле:

m = M.m_теор(Ca(OH)₂) = 2 моль  74 г/моль = 148 г9. Найдите массовую долю выхода продукта реакции от теоретически возможного по формуле:

 = m_практ / m_теор. = m_практ (Ca(OH)₂) / m_теор(Ca(OH)₂) = 120 г / 148 г = 0,81 или 81% 10. Запишите ответ. Ответ: (Ca(OH)₂) = 81%б) Алгоритм вычисления массы продукта по известной массе исходного вещества и доли выхода продукта реакции от теоретически возможного.

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Найти массу осадка, полученного при взаимодействии растворов, содержащих сульфид калия и 16 г сульфата меди (II), если доля выхода продукта реакции составляет 80% от теоретического.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.M(CuSO₄) = 16 г

 = 80% = 0,8

m(CuS) = ? 3. Запишите уравнение реакции. CuSO₄ + K₂S  CuS + K₂SO₄4. Подчеркните формулы веществ, о которых идет речь в задаче.CuSO₄ + K₂S  CuS + K₂SO₄5. Найдите молярные массы этих веществ. M(CuSO₄) = 160 г/моль

M(CuS) = 96 г/моль 6. Найдите количество исходного вещества по формуле:

 = m/M.(CuSO₄) = 16 г / 160 г/моль = 0,1 моль7. Найдите теоретическое количество вещества продукта по реакции.(CuS) = (CuSO₄) = 0,1 моль8. Найдите теоретическую массу продукта реакции по формуле:

m =  M.m_теорет(CuS) = 0,1 моль  96 г/моль = 9,6 г9. Найдите практическую массу продукта по формуле:

m_практ = m_теорет  m_практ(CuS) = m_теорет(CuS)   9,6 г  0,8 = 7,68 г 10. Запишите ответ. Ответ: m_практ(CuS) = 7,68 гв) Алгоритм вычисления массы исходного вещества, если известны масса продукта и доля выхода продукта реакции.

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Найдите массу и объем водорода, затраченного на восстановление железа из оксида железа (II), если получили 28 г железа, а доля выхода продукта реакции составляет 75%.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях (в условии задачи дана практическая масса продукта).m_практ(Fe) = 28 г

= 75% = 0,75

m(FeO) = ?3. Запишите уравнение реакции. FeO + H₂  Fe + H₂O4. Подчеркните формулы веществ, о которых идет речь в задаче.FeO + H₂  Fe + H₂O5. Найдите молярные массы этих веществ. M(Fe) = 56 г/моль

M(H₂) = 2 г/моль6. Найдите теоретическую массу продукта реакции по формуле:

m_теор = m_практ / m_теор (Fe) = m_практ(Fe) / 28 г / 0,75 = 37,33 г7. Найдите количество вещества продукта по формуле:

 = m_теор /M.(Fe) = 37,33 г / 56 г/моль = 0,67 моль

8. Найдите количество исходного вещества по реакции.(H₂) = (Fe) = 0,67 моль9. Найдите массу (объем) исходного вещества по формуле:

m =  M (V =  Vm).m(H₂) = 0,67 моль  2 г/моль = 1,33 г

V(H₂) = 0,67 моль  22,4 л/моль = 14,93 л

10. Запишите ответ. Ответ: m(H₂) = 0,67 моль  2 г/моль = 1,33 г, V(H₂) = 0,67 моль  22,4 л/моль = 14,93 лЗадачи на долю примеси в исходном веществе.

а) Алгоритм вычисления массы продукта по известной массе исходного вещества, содержащего примеси.^¹^

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Сколько оксида кальция можно получить из 125 г известняка, содержащего 20% примесей.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.m(известняка) = 125 г

(примеси) = 20% = 0,2

m(CaO) = ?3. Запишите уравнение реакции. CaCO₃  CaO + CO₂4. Подчеркните формулы веществ, о которых идет речь в задаче.CaCO₃  CaO + CO₂5. Найдите молярные массы этих веществ. M(CaCO₃) = 100 г/моль

M(CaO) = 56 г/моль 6. Найдите массу примеси в исходно веществе по формуле:

m(примеси) = m(смеси)  (примеси)m(примеси) = m(известняка)  (примеси) = 125 г  0,2 = 25 г

7. Найдите массу чистого вещества по формуле:

m(вещества) = m(смеси)  m(примеси)m(CaCO₃) = m(известняка)  m(примеси) =

125 г  25 г = 100 г8. Найдите количество исходного вещества по формуле:

 = m/M.( CaCO₃) = 100 г / 100 г/моль = 1 моль

8. Найдите количество вещества продукта по реакции.(CaO) = ( CaCO₃) = 1 моль 9. Найдите массу продукта реакции по формуле:

m =  M. m(CaO) = 1 моль  56 г/моль = 56 г 10. Запишите ответ. Ответ: m(CaO) = 56 гб) Алгоритм вычисления массовой доли примеси в исходном веществе.

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Найти массовую долю примеси в техническом оксиде меди (II), если из 10 г технического оксида меди (II) получили 6,4 г меди.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.m(тех. CuO) = 10 г

m(Cu) = 6,4 г

(примеси) = ? 3. Запишите уравнение реакции. CuO + H₂  Cu + H₂O 4. Подчеркните формулы веществ, о которых идет речь в задаче.CuO + H₂  Cu + H₂O5. Найдите молярные массы этих веществ. M(CuO) = 80 г/моль

M(Cu) = 64 г/моль 6. Найдите количество вещества продукта реакции по формуле:

 = m/M.(Cu) = 6,4 г / 64 г/моль = 0,1 моль

7. Найдите количество исходного вещества по реакции.(CuO) = (Cu) = 0,1 моль8. Найдите массу чистого исходного вещества по формуле:

 = m/M.m(CuO) = 0,1 моль  80 г/моль = 8 г9. Найдите массу примеси в исходном веществе по формуле:

m(примеси) = m(смеси)  m(чист. Вещества)m(примеси) = m(тех. CuO)  m(CuO) = 10 г  8 г = 2 г10. Найдите массовую долю примеси в исходном веществе по формуле:

(примеси) = m(примеси) /m(смеси)(примеси) = m(примеси) / m(тех. CuO) = 2 г / 10 г = 0,2 или 20%

11. Запишите ответ. Ответ: (примеси) = 20%Алгоритм решения задач на вывод формул

а) если известна относительная молекулярная или молярная масса вещества.

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Определить молекулярную формулу вещества, если его относительная молекулярная масса равна 400, массовая доля железа  28%, серы  24%, кислорода  48%. Назовите это вещество.2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.Mr(Fe_xS_yO_z) = 400

(Fe) = 28% = 0,28

(S) = 24% = 0,24

(O) = 48% = 0,48

Fe_xS_yO_z  ? 3. Вычислить количество атомов каждого элемента в веществе по формуле:

n(эл-та) = (эл-та) ∙ Mr(в-ва)/Ar(эл-та)n(Fe) =  ∙ 400/56 = 2

n(S) =  ∙ 400/32 = 3

n(O) =  ∙ 400/16 = 124. Записать формулу вещества.Fe₂S₃O₁₂ или Fe₂(SO₄)₃ сульфат железа (III)5. Запишите ответ. Ответ: сульфат железа (III)б) если неизвестна относительная молекулярная или молярная масса вещества.

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Вывести простейшую формулу оксида железа, если массовая доля железа в нем  72,41%, кислорода  27,49%. 2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.(Fe) = 72,41%= 0,7241

(O) = 27,49%. = 0,2749.

Fe_xO_y  ? 3. В предположении, что масса всего вещества равна 100 г, найти массы каждого элемента по формуле:

m(эл-та) = (эл-та) ∙ m(в-ва)m(Fe) = 0,7241 ∙ 100 г = 72,41 г

m(O) = 0,2749 ∙ 100 = 27,49 г4. Найти количества вещества каждого элемента по формуле:

 = m/M.(Fe) = 72,41/56 = 1,29

(O) = 27,49/16 = 1,725. Найти соотношение количеств веществ каждого элемента, это и будет соотношение атомов в веществе:

(эл-та1) : (эл-та2) : (эл-та3) : … =

n(эл-та1) : n(эл-та2) : n(эл-та3) : …(Fe) : (O) = 1,29 : 1,72 = 1 : 1,33 =

= 3 : 45. Записать формулу вещества.Fe₃O₄  оксид железа (II, III)6. Запишите ответ. Ответ: оксид железа (II, III)Алгоритм решения задач на нахождение массовых и объемных долей веществ в газовых смесях.

Последовательность действийПримеры выполнения действий1. Прочитайте текст задачи. Найти массовые и объемные доли газов в смеси, состоящей из 16 г кислорода и 24 г озона (н.у.).2. Запишите условие и требование задачи в общепринятых обозначениях.m(O₂) = 16 г

m(O₃) = 24 г

( O₂) = ?

( O₃) = ?

( O₂) = ?

( O₃) = ?3. Найдите молярные массы веществ. Запишите уравнение реакции. M(O₂) = 32 г/моль

M(O₃) = 48 г/моль 4. Для нахождения массовых долей необходимо знать массы каждого вещества и всей смеси, для нахождения объемных долей необходимо знать объемы каждого вещества и всей смеси, эти величины связаны через количество вещества, поэтому сначала находим количества вещества каждого вещества по формулам:

 = m/M или  = V/Vm(O₂) = 16 г/32 г/моль = 0,5 моль

(O₃) = 24 г/48 г/моль = 0,5 моль5. Найти все неизвестные ранее массы и объемы^ по формулам:

m =  M или V =  Vm.V(O₂) = 0,5 моль ∙ 22,4 л/моль = 11,2 л

V(O₃) = 0,5 моль ∙ 22,4 л/моль = 11,2 л 6. Найти массу и/или объм смеси по формулам:

m(смеси) = m(в-ва1) + m(в-ва2) + m(в-ва3) + …..

V(смеси) = V(в-ва1) + V(в-ва2) + V(в-ва3) + …..V(смеси) = V(O₂) + V(O₃) = 11,2 л + 11,2 л = 22,4 л

m(смеси) = m(O₂) + m(O₃) = 16 г + 24 г = 40 г7. Найти массовые и объемные доли веществ в смеси по формулам:

(в-ва) = m(в-ва)/m(смеси) ∙ 100%

(в-ва) = V(в-ва)/V(смеси) ∙ 100%( O₂) = 16 г/40 г = 0,4 = 40 %

( O₃) = 24 г/40 г = 0,6 = 60 %

( O₂) = 11,2 л/22,4 л = 0,5 = 50 %

( O₃) = 11,2 л/22,4 л = 0,5 = 50 %8. Запишите ответ.Ответ: ( O₂) = 40 %, ( O₃) = 60 %

( O₂) = 50 %, ( O₃) = 50 %

Приложение 4.

Примеры задач различных типов.

Задачи на долю выхода продукта реакции.

Аммиак массой 34 грамма пропустили через раствор серной кислоты. Массовая доля выхода сульфата аммония равна 90 % от теоретического. Вычислить массу полученного сульфата аммония. (Ответ: 6,8 г)
Из азота массой 11,2 г был синтезирован аммиак. Найти массу аммиака, если массовая доля выхода аммиака к теоретическому равна 50%. (Ответ: 118,8 г)
При взаимодействии железа с 14,6 % раствором соляной кислоты, массой 50 г, получили водород. Найти его объем (н.у.), если доля выхода водорода к теоретическому равна 75%.(Ответ: 1,68 л)
Найти объем оксида углерода (IV), полученного при взаимодействии 12,6%ного раствора азотной кислоты массой 150 г с карбонатом кальция, если доля выхода продукта реакции равна 65%. (Ответ: 2,184 л)
При действии на карбонат натрия массой 10,6 г избытка соляной кислоты получили газ. Найти его массу, если доля выхода продукта реакции составляет 90%. (Ответ: 3,96 г)
Из азота массой 56 г был синтезирован аммиак массой 48 г. Какова массовая доля выхода аммиака к теоретическому. (Ответ: 75%)
При пропускании аммиака через раствор массой 63 г с массовой долей азотной кислоты 50 % был получен нитрат аммония массой 38 г. Какова массовая доля выхода его к теоретическому? (Ответ: 95%)
При действии на карбонат кальция массой 25 г избытка соляной кислоты получили газ массой 10 г. Определить выход продукта. (Ответ: 91%)
При взаимодействии железа с 10 % раствором соляной кислоты, массой 7,3 г, выделилось 1,12 л водорода. Какова доля выхода водорода к теоретическому? (Ответ: 50%)
Железную пластинку опустили в 20 % раствор сульфата меди (ll) массой 80 г. В результате реакции на пластинке осело 5 г меди. Вычислить массовую долю выхода меди в % от теоретически возможного. (Ответ: 78,13%)
При взаимодействии водорода объемом 11,2 л (н.у.) с железной окалиной образовалось железо массой 18 г. Сколько % составляет данный выход от теоретически возможного? (Ответ: 85,71%)
Аммиак объемом 7,84 л (н.у.) подвергли каталитическому окислению и получили при этом 9 г оксида азота (II). Определить массовую долю выхода оксида азота (II). (Ответ: 85,71%)
При взаимодействии 32 г меди с концентрированной азотной кислотой получили 16,8 л (н.у.) оксида азота (lV). Определить объемную долю выхода оксида азота (lV) от теоретически возможного. (Ответ: 75%)
Найти массу израсходованного цинка, если при взаимодействии цинка с серной кислотой получили 33,6 л (н.у.) водорода и доля выхода продукта реакции составляет 75%. (Ответ: 130 г)
Найти массу израсходованного карбоната кальция, если при его взаимодействии с соляной кислотой получили 3,52 г газа, доля выхода продукта реакции составляет 80%. (Ответ: 10 г)

Задачи на долю примеси в исходном веществе.

Массовая доля негорючих примесей в угле составляет 20%. Найти объем углекислого газа (н.у.), полученного при сжигании 3 г угля. (Ответ: 2,24 л)
Найти массовую долю негорючих примесей в технической сере, если при сгорании 15 г технической серы получили 10,08 л (н.у.) оксида серы (IV). (Ответ: 4%)
Найти массу меди, которую можно получить из технического оксида меди (II), содержащего 20% примесей, массой 200 г, при восстановлении с использованием водорода. (Ответ: 128 г)
Найти массовую долю примеси в извести (гидроксиде кальция), если при взаимодействии 160 г извести с соляной кислотой получили 222 г соли. (Ответ: 7,5%)
Найти объем углекислого газа, выделившегося при взаимодействии азотной кислоты с мрамором (карбонатом кальция) массой 60 г и содержащего 25% примеси. (Ответ: 10,08 л)
Какова масса оксида кальция, полученного при обжиге (нагревании) 500 кг известняка (карбоната кальция), массовая доля примесей в котором составляет 20%.^[1] (Ответ: 89600 л)
Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при взаимодействии 15 г карбоната натрия, содержащего 15% примесей, с соляной кислотой.^[2] (Ответ: 2,7 л)
При сплавлении известняка (карбоната кальция) массой 30 кг с оксидом кремния (IV) получили силикат кальция массой 29 кг. Вычислите массовую долю примесей в известняке.^[3] (Ответ: 16,67%)
Сероводород объемом 5 л (н.у.), содержащий 2% примеси, пропустили через раствор сульфата меди (II). Какое вещество выпало в осадок? Определите его массу.^[4] (Ответ: 21 г)
(*) Вычислите объемы кислорода и воздуха (н.у.), необходимые для сжигания 20 кг метана (CH₄), содержащего 20% негорючих примесей. Объемная доля кислорода в воздухе 21%. (Ответ: 44,8 м³ и 213,3 м³)

Задачи  избыток  недостаток

Сколько граммов оксида алюминия образуется при сжигании 5,4 г алюминия в кислороде массой 6,4 г? (Ответ: 10,2 г)
Найти массу азотной кислоты, образующейся при растворении 0,1 моль оксида азота (V) в воде массой 36 г. (Ответ: 12,6 г)
Найти массу и количество вещества сульфата цинка, полученного при взаимодействии 29,7 г гидроксида цинка и 24,5 г серной кислоты. (Ответ: 40,25 г)
1  54. Найти массу хлорида магния, образующегося при взаимодействии 7,2 г магния и 7,84 л (н.у.) хлора. (Ответ: 28,5 г)
2 90. На цинк массой 9,75 г подействовали 20%-ным раствором серной кислоты массой 58,8г. Найти объем выделившегося водорода. (Ответ: 2,69 л)
Определить массу осадка, образующегося при сливании 325 г раствора хлорида железа (III) с массовой долей соли 15% и 513 г 10%  ного раствора гидроксида бария. Какое вещество осталось в растворе и в каком количестве? (Ответ: 48,75 г)
На мел (карбонат кальция) массой 25 г подействовали раствором соляной кислоты массой 146 г и массовой долей кислоты 35:. Найти объем выделившегося углекислого газа (н.у.). (Ответ: 5,6 л)
Смешали 2 л раствора азотной кислоты, содержащего 126 г кислоты, и 3л раствора гидроксида кальция с молярной концентрацией гидроксида 0,75 моль/л. Определить молярную концентрацию веществ в полученном растворе. (Ответ: соль  0,4 моль/л)
Через 200 г 11,2%  ного раствора гидроксида калия пропустили 4,48 л (н.у.) углекислого газа. Найти массу полученной соли. (Ответ: 27,6 г)
(*) Фосфор массой 6,2 г сожгли в кислороде объемом 11,2 л (н.у.). Полученный оксид прореагировал с раствором гидроксида натрия массой 250 г и массовой долей гидроксида 20%. Найти массу полученного фосфата натрия. (Ответ: 32,8 г)
Найти массы соли и воды, образующихся при взаимодействии 200 г 12,6%  ного раствора азотной кислоты и 400 г 5%  ного раствора гидроксида натрия. (Ответ: соль  34 г, вода  7,2 г)
(*) Найти массу соли, образующийся при взаимодействии 5,6 л (н.у.) оксида серы (VI) и раствора, содержащего 16 г гидроксида натрия. (Ответ: средняя соль  21,3 г, кислая  6г)

Примеры самостоятельных работ по решению задач:

Задачи по уравнениям химических реакций, если одно из исходных веществ взято в избытке

(задачи на избыток и недостаток).

Вариант  1

Какое количество вещества соли образуется при взаимодействии 126 г оксида кальция и 126 г азотной кислоты? (Ответ: 2 моль).
Какая масса соли образуется при взаимодействии 220 г 10%ного раствора гидроксида натрия с соляной кислотой массой 14,6 г? (Ответ: 23,4 г).
Какой объем водорода (н. у.) выделится при растворении 4,8 г магния в серной кислоте массой 24,5 г? (Ответ: 4,48 л).
Найти массу соли, которая получится при взаимодействии 148 г 20%ного раствора гидроксида кальция и 100 г 7,3%ного раствора соляной кислоты. (Ответ: 22,2 г).
Найти массу осадка, полученного при взаимодействии 170 г 10%ного раствора нитрата серебра и 146 г 3%ного раствора соляной кислоты. Какое вещество и в каком количестве осталось после реакции в растворе? (Ответ: 14,3 г, соляная кислота  0,02 моль).

Вариант  2

Какое количество вещества соли образуется при взаимодействии 16 г оксида меди (II) и 7,3 г соляной кислоты? (Ответ: 0,1 моль).
Какая масса соли образуется при взаимодействии 112 г 20%ного раствора гидроксида калия с хлорной кислотой массой 20,1 г? (Ответ: 27,7 г).
Какой объем водорода (н. у.) выделится при растворении 13 г цинка в соляной кислоте массой 14,6 г? (Ответ: 4,48 л).
Найти массу соли, которая получится при взаимодействии 40 г 10%ного раствора гидроксида натрия и 126 г 5%ного раствора азотной кислоты. (Ответ: 8,5 г).
Найти массу осадка, полученного при взаимодействии 100 г 24,5%ного раствора серной кислоты и 244 г 10%ного раствора силиката натрия. Какое вещество и в каком количестве осталось после реакции в растворе? (Ответ: 15,6 г, серная кислота  0,05 моль).

Примеры проверочных работ

Проверочная работа по задачам на выход продукта.

Вариант - 1

1. Из азота массой 5,6 г был синтезирован аммиак. Найти массу аммиака, если массовая доля выхода аммиака к теоретическому равна 50%.

2. При взаимодействии 16 г меди с концентрированной азотной кислотой получили 8,4 л (н.у.) оксида азота (lV). Определить объемную долю выхода оксида азота (lV) от теоретически возможного.

__________________________________________________________

Проверочная работа по задачам на выход продукта.

Вариант - 2

1. При пропускании аммиака через раствор массой 12,6 г с массовой долей азотной кислоты 50 % был получен нитрат аммония массой 7,6 г. Какова массовая доля выхода его к теоретическому?

2. Аммиак объемом 11,2 л (н.у.) пропустили через раствор серной кислоты. Массовая доля выхода сульфата аммония равна 90 % от теоретического. Вычислить массу полученного сульфата аммония.

__________________________________________________________

Проверочная работа по задачам на выход продукта.

Вариант - 3

1. При взаимодействии железа с 7,3 % раствором соляной кислоты, массой 20 г, получили водород. Найти его объем, если доля выхода водорода к теоретическому равна 75%.

2. Железную пластинку опустили в 20 % раствор сульфата меди (ll) массой 40 г. В результате реакции на пластинке осело 2,5 г меди. Вычислить массовую долю выхода меди в % от теоретически возможного.

__________________________________________________________

Проверочная работа по задачам на выход продукта.

Вариант - 4

1. При взаимодействии водорода объемом 2,24 л с железной окалиной образовалось железо массой 3,6 г. Сколько % составляет данный выход от теоретически возможного ?

2. Найти объем оксида углерода (IV), полученного при взаимодействии 10%ного раствора азотной кислоты массой 63 г с карбонатом кальция, если доля выхода продукта реакции равна 70%..

__________________________________________________________

Проверочная работа по задачам на выход продукта.

Вариант - 5

1. При взаимодействии 3,2 г меди с концентрированной азотной кислотой получили 1,68 л (н.у.) оксида азота (lV). Определить объемную долю выхода оксида азота (lV) от теоретически возможного.

2. При действии на карбонат аммония массой 9,6 г избытка соляной кислоты получили газ. Найти его массу, если доля выхода продукта реауции составляет 80%.

Проверочная работа

«Задачи на избыток и недостаток».

Вариант  1

Какое количество вещества соли образуется при взаимодействии 124 г оксида натрия и 126 г азотной кислоты?
Найти массу осадка, полученного при взаимодействии 170 г 10%ного раствора нитрата серебра и 8,76 г соляной кислоты

Проверочная работа

«Задачи на избыток и недостаток».

Вариант  2

Какой объем водорода (н. у.) выделится при растворении 4,8 г магния в серной кислоте массой 4,9 г?
Найти массу соли, которая получится при взаимодействии 112 г 15%ного раствора гидроксида калия и 3,4 г сероводородной кислоты.

Проверочная работа

«Задачи на избыток и недостаток».

Вариант  3

Какая масса соли образуется при взаимодействии 22 г гидроксида натрия с соляной кислотой массой 14,6 г?
Какая масса соли образуется при взаимодействии 112 г 20%ного раствора гидроксида калия с сернистой кислотой массой 12,3 г?

Проверочная работа

«Задачи на избыток и недостаток».

Вариант  4

Какое количество вещества соли образуется при взаимодействии 16 г оксида меди (II) и 7,3 г соляной кислоты?
Найти массу осадка, полученного при взаимодействии 100 г 3,4%ного раствора сероводородной кислоты и 16 г сульфата меди (II).

Проверочная работа

«Задачи на избыток и недостаток».

Вариант  5

Какой объем водорода (н. у.) выделится при растворении 6,5 г цинка в серной кислоте массой 14,7 г?
Найти массу соли, которая получится при взаимодействии 40 г 10%ного раствора гидроксида натрия и 6,3 г азотной кислоты.

Проверочная работа

«Задачи на избыток и недостаток».

Вариант  6*

Какое количество вещества соли образуется при взаимодействии 64 г гидроксида натрия и 49 г фосфорной кислоты?
Найти массу осадка, который получится при взаимодействии 400 г 15%ного раствора сульфата железа (III) и 600 г 5%ного раствора гидроксида натрия.