Виды общения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
химия

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск

2004

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Красноярский государственный  технический университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

химия

 

Методические указания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск  2004

 

УДК 546/(076.1)

         Г 52

 

Рецензент:

В.П. Плеханов, канд. хим. наук, доц. кафедры химии КГТУ

 

Г 52 Химия: Метод. указания к выполнению контрольных заданий для студентов всех специальностей заочного факультета, обучающихся по дистанционным технологиям / Сост. Е. В. Грачева, Л. В. Фоменко. Красноярск: ИПЦ  КГТУ, 2004. 118 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Печатается по решению 
Редакционно-издательского совета университета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ó КГТУ, 2004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учебное издание

 

 

химия

 

 

Методические указания

 

 

Составили:

Грачева Екатерина Васильевна

Фоменко Любовь Васильевна

 

 

 

 

 

 

 

 

Печатается в авторской редакции

 

Гигиенический сертификат № 24.49.04.953.П.000338.05.01 от 25.05.2001 г.

Подп. в печать 27.04.2004. Формат 60х84/16. Бумага тип. № 1. Офсетная печать.

Усл. печ. л. 6,9. Уч.-изд. л. 6,0. Тираж 300 экз.            Заказ              С 101

Отпечатано в ИПЦ  КГТУ

660074, Красноярск, ул. Киренского, 28

ВВЕДЕНИЕ

 

Инженер любой специальности должен обладать достаточными знаниями в области химии. Изучение курса химии способствует развитию логического химического мышления, позволяет получить современное научное представление о материи и формах ее движения, о веществе как одном из видов движущейся материи, о механизме превращения химических соединений. Необходимо прочно усвоить основные законы и теории химии и овладеть техникой химических расчетов, выработать навыки самостоятельного выполнения химических экспериментов и обобщения наблюдаемых фактов. Знание химии необходимо для успешного изучения последующих общенаучных и специальных дисциплин.

Основной вид учебных занятий  студентов-заочников – самостоятельная  работа над учебными материалами. По курсу химии она слагается из следующих элементов: изучение материала по учебникам и учебным пособиям; выполнение контрольных заданий; выполнение лабораторного практикума; индивидуальные консультации; посещение лекций; сдача зачета по лабораторному практикуму; сдача экзамена по всему курсу.

Работа с книгой. Изучать курс рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с содержанием каждой из них. (Расположение материала курса в программе не всегда совпадает с расположением его в учебнике). Изучая курс, обращайтесь и к предметному указателю в конце книги. При первом чтении не задерживайтесь на математических выводах, составлении уравнения реакций: старайтесь получить общее представление об излагаемых вопросах, а также отмечайте трудные или неясные места. Внимательно прочитайте текст, выделенный шрифтом. При повторном изучении темы усвойте все теоретические положения, математические зависимости и их выводы, а также принципы составления уравнения реакций. Вникайте в сущность того или иного вопроса и не пытайтесь запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого вопроса на уровне сущности а не на уровне отдельных явлений способствует более глубокому и прочному усвоению материала. Чтобы лучше запомнить и усвоить изучаемый материал, надо обязательно иметь рабочую тетрадь и вносить в нее формулировки законов и основных понятий химии, новые незнакомые термины и названия, формулы и уравнения реакций, математические зависимости и их выводы и т. п. Во всех случаях, когда материал поддается систематизации, составляйте графики, схемы, диаграммы, таблицы. Они очень облегчают запоминание и уменьшают объем конспектируемого материала. Пока тот или иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к экзамену. Изучение курса должно обязательно сопровождаться выполнением упражнений и решением задач. Решение задач – один из лучших методов прочного усвоения, проверки и закрепления теоретического материала.

Контрольные задания. В процессе изучения курса химии студент должен выполнить две контрольные работы. К выполнению контрольной работы можно приступить только тогда, когда будет изучена определенная часть курса и тщательно разобраны решения примеров.

Решение задач и ответы на теоретические  вопросы должны быть коротко, но четко  обоснованы, за исключением тех случаев, когда по существу вопроса такая мотивировка не требуется, например когда нужно составить электронную формулу атома, написать уравнение реакции и т. п. При решении задач нужно приводить весь ход решения и математические преобразования.

Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена; для замечаний рецензента надо оставлять широкие поля; писать четко и ясно; номера и условия задач переписывать в том порядке, в каком они указаны в задании. В конце работы следует дать список использованной литературы с указанием года издания. Работа должна быть датирована, подписана студентом и представлена в университет на рецензирование.

Если контрольная работа не зачтена, ее нужно выполнить повторно в  соответствии с указаниями рецензента и выслать на рецензию вместе с незачтенной работой. Исправление следует выполнить в конце тетради, а не в рецензированном тексте. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, преподавателем не рецензируется и не засчитывается.

Лабораторные занятия. Для глубокого изучения химии как науки, основанной на эксперименте, необходимо выполнить лабораторные работы. Студенты, проживающие в месте нахождения университета, выполняют их параллельно с изучение курса, все остальные – в период экзаменационной сессии.

Консультации. Если у студента возникают затруднения при изучении курса, следует обращаться за консультацией к преподавателю, рецензирующему контрольные работы.

Лекции. В помощь студентам читаются лекции по важнейшим разделам курса. Студентам, не имеющим возможности слушать лекции одновременно с изучением курса по книге, лекции читаются в период экзаменационной сессии.

Зачет. Выполнив лабораторный практикум, студенты сдают зачет. Для сдачи зачета необходимо уметь изложить ход работы, объяснить результаты выполненных опытов и выводы из них, уметь составлять уравнения реакций. Студенты, сдающие зачет, предъявляют лабораторную тетрадь с пометкой преподавателя о выполнении всех работ, предусмотренных планом практикума.

Экзамен. К сдаче экзамена допускаются студенты, которые выполнили контрольные задания и сдали зачет по лабораторному практикуму. Экзаменатору студенты предъявляют зачетную книжку, направление на экзамен и зачтенные контрольные работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

 

Каждый студент выполняет вариант  контрольных заданий, обозначенный двумя последними цифрами номера студенческого билета (шифра). Например, номер студенческого билета 712135, две последние цифры 35, им соответствует вариант контрольного задания 35.

Варианты контрольных  заданий на странице 111. 

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1

Моль. Эквиваленты  и молярные массы эквивалентов 
простых и сложных веществ. Закон эквивалентов

Пример 1.

0,075 г металла вытесняет из  раствора никелевой соли 0,183 г  никеля, а из раствора кислоты  – 70 мл водорода, измеренного  при нормальных условиях. Определите молярные массы эквивалентов металла и никеля.

Решение.

Эквивалентом называется реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим способом эквивалентна одному иону водорода.

Масса одного эквивалента элемента называется молярной массой эквивалента. Задачу решают по закону эквивалентов: «Массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ пропорциональны молярным массам эквивалентов (объемам)»:

 

m₁ : m₂ = m_Э1 : m_Э2.

 

В условии задачи количество выделившегося водорода дано в объемных единицах. Поэтому в выражении закона эквивалентов масса и молярная масса эквивалента газа заменяются объемом и молярным объемом эквивалента:

 

= .

 

Молярный объем эквивалента водорода (объем, занимаемый молярной массой эквивалента газа при нормальных условиях):

 

22,4 : 2 = 11,2 л/моль.

 

Рассчитываем молярную массу эквивалента  металла:

 

= = > m_Э(Me) = = 12 г/моль.

 

Зная молярную массу эквивалента  металла, по закону эквивалентов можно  определить молярную массу эквивалента  никеля:

 

= ; = = > m_Э(Ni) = = 29,35 г/моль.

 

Пример 2.

При сгорании трёхвалентного металла в количестве 23,48 г было получено 44,40 г его оксида. Какой  металл был сожжен? Определите массу  оксида.

Решение.

Чтобы определить, какой металл был сожжен, рассчитаем его молярную массу эквивалента по закону эквивалентов:

 

= = > m_Э(Ме) = = 9 г/моль.

 

Молярная масса эквивалента  кислорода равна 8 г/моль, а массу  соединившегося с металлом кислорода определяем из соотношения:

 

m(Me₂O₃) = m(Me) + m(O₂) = > m(O₂) =  44,40 – 23,48 = 20,92 г.

 

Из формулы A(Me) = m_Э(Me) ´ n рассчитываем атомную массу металла:

 

A_Me = 9 ´ 3 = 27 г.

 

По Периодической системе Д. И. Менделеева определяем, что металл с атомной массой 27 – алюминий. Формула оксида алюминия Al₂O₃. Его молярная масса эквивалента:

m_Э(Al₂O₃) = m_Э(Al) + m_Э(O₂);

m_Э(Al₂O₃) = 9 + 8 = 17 г/моль.

 

Пример 3.

Определите молярные массы  эквивалентов кислот и гидроксидов  в реакциях:

 

1. H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O.

2. 2H₃PO₄ + Ca(OH)₂ = Ca(H₂PO₄)₂ + 2H₂O.

3. Al(OH)₃ + 3NaCl = AlCl₃ + 3NaOH.

4. Zn(OH)₂ + NaCl = ZnOHCl + NaOH.

 

Решение.

Молярные массы эквивалентов сложных  веществ могут иметь различные  значения (в зависимости от реакции, в которую они вступают).

Молярная масса эквивалента  кислоты (гидроксида) равна ее молекулярной массе, деленной на количество атомов водорода (для гидроксида на количество OH^- групп), замещенных в данной реакции другими атомами или ионами.

В первой реакции в молекуле серной кислоты 2 атома водорода замещаются на металл, во второй – 1 атом водорода фосфорной кислоты замещается на металл, поэтому

 

m_Э(H₂SO₄) = M(H₂SO₄) / 2 = 98 / 2;

m_Э(H₂SO₄) = 49 г/моль.

 

m_Э(Р₃PO₄) = M(H₃PO₄) / 1 = 98 / 1;

m_Э(H₃PO₄) = 98 г/моль.

 

Соответственно в 3-й и 4-й реакциях в гидроксидах замещаются на хлорид- ионы три и одна гидроксогруппы и их молярные массы эквивалентов равны:

 

m_Э [Al(OH)₃] = M [Al(OH)₃] / 3 = 78 / 3 = 26 г/моль;

 

m_Э [Zn(OH)₂] = M [Zn(OH)₂] / 1 = 99,4 / 1 = 99,4 г/моль.

 

Пример 4.

На реакцию с 13,61 г дигидрофосфата калия израсходовано 5,61 г гидроксида калия. Вычислите молярную массу эквивалента дигидрофосфата калия и напишите уравнения реакции.

Решение.

Молярную массу эквивалента  дигидрофосфата калия можно рассчитать по закону эквивалентов:

 

m(KH₂PO₄) / m(KOH) = m_Э(KH₂PO₄) / m_Э(KOH)

 

m_Э(KH₂PO₄) = m(KH₂PO₄) ´ m_Э(KOH) / m(KOH).

 

Молярная масса эквивалента  гидроксида калия рассчитывается из соотношения (пример 1.3):

 

m_Э(KOH) = M(KOH) / n = 56,1 / 1 = 56,1 г/моль,

 

m_Э(KH₂PO₄) = 13,61 ´ 56,1 / 5,61 = 136,1 г/моль.

 

Чтобы написать уравнения реакции, необходимо рассчитать число молей дигидрофосфата калия, вступивших в реакцию. Для этого разделим молекулярную массу дигидрофосфата калия на его молярную массу эквивалента:

 

M(KH₂PO₄) / m_Э(KH₂PO₄) = 136,1 / 136,1 =1 моль.

 

Уравнение реакции имеет вид

 

KH₂PO₄ + KOH = K₂HPO₄ + H₂O.

 

 

Задания

 

1. Определите эквивалент и молярную  массу эквивалента фосфора, кислорода и брома в соединениях PH₃, H₂O, HBr.

2. Молярная масса эквивалента  трехвалентного металла равна  9 г/моль. Вычислите мольную и атомную массу металла, молярную массу эквивалента его оксида и процентное содержание кислорода в оксиде.

3. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите  молярную массу эквивалента металла. Ответ: 32,5 г/моль.

4. Из 1,35 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите молярную массу эквивалента металла. Ответ: 9 г/моль.

5. Оксид трехвалентного элемента  содержит 31,58% кислорода. Вычислите молярную массу эквивалента, мольную массу и атомную массу этого элемента.