задача по химии 9 класс по теме фосфор
методическая разработка по химии (9 класс) по теме

П. 28. Стр. 163. № 4 ( Урок 36 стр. 129)  (Габриелян )   9 класс Химия

П.  № 4 с. 163. В промышленности фосфор получают прокаливанием смеси фосфата кальция с песком и коксом согласно уравнению:

Са 3  ( PO 4 ) 2  + 3 Si O 2  + 5 C = 3 Ca Si O 3  +2 P + 5 CO  

Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы. Придумайте и решите задачу на определение массы фосфора при известном выходе его от теоретически возможного, в условии задачи укажите массу исходного фосфата кальция и долю примесей в нём.

Са 3  ( PO 4 ) 2  + 3 Si O 2  + 5 C = 3 Ca Si O 3  +2 P + 5 CO  

  5+        _         0  

P   +   5e  =   P                2          окислитель, восстанавливается

 0          _       2+

С  -- 2е    =   С               5              восстановитель,  окисляется

Дано:                                                                     Решение:

m(Ca 3  ( PO 4 ) 2  загрязн. = 320 кг;             1)Вычислим массу чистой соли без примесей:  

 W( примеси) = 5 %                                         W(Са 3  ( PO 4 ) 2  ) =  100%  -  W(примеси)

V = 85 %                                                             W(Са 3  ( PO 4 ) 2  ) =  100 – 5 = 95                                                                                    

         m (P)  = ?                                                  m(Са 3  ( PO 4 ) 2   = W ( Са 3  ( PO 4 ) 2 ) x m(смеси)

                                                                           m ( Са 3  ( PO 4 ) 2)  = 0?95  x 320 = 340 ru/

2) Составим уравнение химической реакции выполним необходимые вычисления и выпишем данные для пропорции:

      304 кг                                                            X кг

              5+                                                                           0      2+        

Са 3  ( P  O 4 ) 2  + 3 Si O 2  + 5 C = 3 Ca Si O 3  +2 P + 5 C  O

V = 1 моль                                               2 кмоль  

М = 310 г\ моль                                М = 31 г\ моль

m =  310 кг                                              m = 62 кг

Вычислим теоретический (100 %) выход фосфора

304 г  -- х г            304 х 62

310  -- 62 г      Х = ----------- = 60,8 кг фосфора

                                 310

3) Вычислим практический выход фосфора:

60, кг  фосфора –---- 100%                         60,8  х 85

Х  кг                      ----  85 %                    Х = ------------ = 51,68 кг.            

                                                                                     100

Ответ:  m(P) практичес.  = 51,68 кг

Урок № 36. Стр. 131-132 М.П.

Задача.

Дано:                                      Решение:

m(H 3 PO 4 ) р – р  = 980 г                 1) Составим уравнение химической  реакции

W(примеси) = 5 %                 W(Са 3  ( P  O 4 ) 2  ) = 100%  - W ( примеси )

                                                                 W (Са 3  ( P  O 4 ) 2  ) =  100  -- 5  = 95 %

                                                               m ( Са 3  ( P  O 4 ) 2  ) = W ( Са 3  ( P  O 4 ) 2  )   x  m(смеси)

                                                        m (  Са 3  ( P  O 4 ) 2 )  = 0,95  х 320  = 304 кг

2) Составим уравнение химической реакции выполним необходимые вычисления и выпишем данные для пропорции:

Са 3  ( P  O 4 ) 2  +  Si O 2  + 5 C = 3 Ca Si O 3  +2 P + 5 C  O

Урок № 36. Стр. 131-132 М.П.

Задача. Стр. 163. Учебник.

Сколько килограммов 80% -й фосфорной кислоты можно получить из 31 кг фосфора, содержащего 5% примесей?

Дано:                                                                Решение:

m( P ) = 31 кг,                             1) Вычислим массу чистого фосфора  без примеси:

W(примеси) = 5 %            W( P ) = 100 %   --    W(примеси)  = 100 – 5 =95 %                          

W (H 3 PO 4 ) р – р  = 80 %             m( P ) = W(P)  x  m ( смеси ) = 0, 95 x  31 = 29,45 кг

 W (H 3 PO 4 )р – р  = ?                           2)   P              H 3 PO 4

Из данного соотношения видно, что из 1 моль   P  можно получить 1 моль H 3 PO 4. Составим

 Пропорцию,  с учётом данного соотношения, предварительно рассчитав моляные массы веществ:

М( P ) = 31 кг \ моль

 М (H 3 PO 4 ) = 98 кг  кислоты  

                                                                             29,45 х 98                        

31 кг фосфора  -- 98 г кислоты              Х = ---------------- = 93,1 кг (H 3 PO 4 )

29,45 кг               -- х кг.                                        31      

3) Вычислим массу раствора кислоты:

                             m (H 3 PO 4 )                                 m (H 3 PO 4 )       93, 1                        

W (H 3 PO 4 ) = --------------   ;   m(р – ра ) = ---------------- = --------  = 116, 4 кг

                       m( р – ра)                                 W (H 3 PO 4 )       0,80

Ответ: m (H 3 PO 4 ) р – ра  = 116,4 кг.

Учебник стр. 164. Упр. № 6.

В 980 г 5%-го раствора фосфорной кислоты растворили 152 гр оксида фосфора( V ) . Вычислите массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе.

Дано:                                             Решение:

m(H 3 PO 4 ) р – р    = 980 гр.       1) Составим уравнение химической реакции  

w(H 3 PO 4 ) = 5%                             P 2 O 5  +3 Н 2 О  = 2 H 3 PO 4

 m( P 2 O 5  )  = 152 гр                 из уравнения видно, что 1 моль   P 2 O 5   даёт 2 моль                                        

w(H 3 PO 4)  = ?                            кислоты. Используем это соотношение при расчёте:

                                                         М(P 2 O 5 ) = 142 г \моль

                m                                           m         152      

V(ню.) =---- ;   V(ню) ( P 2 O 5  )  = -----  =  --------- = 1, 07 моль (H 3 PO 4 )

               M                                           M          142  

Значит, фосфорной кислоты получится в 2 раза больше -  2 х 1,07 = 2,14 моль.

2) Вычислим массу фосфорной кислоты, получившейся в ходе реакции(значение молярной массы, возьмём из предыдущей задачи):

m(H 3 PO 4 ) =  V(ню.) х  М  =  2,14 моль х 98 г\моль = 209,72 гр.

3) Вычислим исходное количество кислоты в растворе:

                                 m(H 3 PO 4 )

W  2  (H 3 PO 4  ) = -----------------

                                   m(р – ра)

   m(H 3 PO 4 ) =  W  1  (H 3 PO 4 )  х  m(р – ра) = 0,05  х 980 = 49 гр.

4)Вычислим новую массовую долю кислоты в растворе:

                               m(H 3 PO 4 ) общ.             209,72 +49      

W  2  (H 3 PO 4 ) = ----------------------------- = ---------------- = 0,229  или 22,9%

                            m(р – ра) + m(P 2 O 5  )     1132

Ответ: W  2  (H 3 PO 4 )  = 0,229  или 22,9%

Ур. № 34. Стр. 123. М.П.  Практическая работа  № 8

Экспериментальные задачи по теме « Подгруппа  азота»

Задача 1.

А) Газ аммиак распознают по характерному  запаху,  а также по окрашиванию влажной фенолфталеиновой бумажки  в малиновый цвет при поднесении её к отверстию пробирки с газом.

   При нагревании водного раствора аммиака происходит его разложение, т.к. гидроксид аммония термически неустойчив:

                        t

NH 4 OH                          NH 3    +    H 2 O

    В результате выделяется газ аммиак, который распознают по характерному запаху и по изменению окраски влажной фенолфталеиновой бумажки.

    Б) Концентрированную азотную кислоту распознают по появлению бурого газа ( NO 2 ) при растворении в ней меди:

Cu + 4 HNO 3 ( концентрир)  =  Cu (NO 3 ) 2    + 2NO 2      + 2 H 2 O

  В) Для доказательства состава нитрата аммония NH 4 NO 3  разделим раствор на 2 пробирки. В первую добавим раствор щёлочи и немного подогреем:

NH 4 NO 3  + Na OH  = NH 3    + 2H 2 O  + Na NO 3

    При этом выделится аммиак, который распознаём по запаху и по изменению окраски влажной фенолфталеиновой бумажки.

     Во вторую пробирку добавим любую сильную кислоту ( H 2 SO 4 )  и медь. Наблюдаем, выделение бурого газа, что является доказательством наличия нитрат – ионов в растворе:

Cu + 4 HNO 3  =  Cu (NO 3 ) 2    + 2NO 2      + 2 H 2 O

      Можно выполнить ещё одну реакцию, которая будет косвенным доказательством состава данной соли. Если нагреть сухую соль  NH 4 NO 3  , то через некоторое время от неё ничего не останется, т.к.  протекает реакция разложения, в результате которой образуются  2 газа:

NH 4 NO 3  = N2 O        + 2 H 2 O

  Задача № 2.   Известь является сильной щёлочью, которая выделяет аммиак из солей аммония. Поэтому соли аммония нельзя смешивать с известью, т.к.  улетучивается ценный питательный элемент – азот. При этом происходят  реакции:

(NH 4 ) 2 SO 4  + Ca(OH) 2  = Ca SO 4       + NH 3     + 2H 2 O  

NH 4 NO 3   + Ca(OH) 2    = Cu (NO 3 ) 2    + 2NH 3     + 2H 2 O

 Задача № 3.

          Для доказательства состава соединений проведём качественные реакции на приведённые ионы:

                                                                    +          _

А) NH 4 Cl    состоит из ионов       NH 4  и  Cl . Докажем это. Для этого разделим  раствор на 2 пробирки. В первую пробирку добавим раствор крепкой щёлочи и немного подогреем. При этом будет протекать реакция выделения аммиака:

                                   t

NH 4 Cl    +  NaOH              Na Cl  +  NH 3     + H 2 O  

    Аммиак распознаём  по запаху и по изменению окраски влажной фенолфталеиновой бумажки, которая окрасится в малиновый цвет.

     Во вторую пробирку добавим раствор нитрата серебра или нитрата свинца. При этом выделятся осадки:

NH 4 Cl     + Ag NO 3     =  NH 4 NO 3  + Ag Cl     ( белый творожистый  осадок)

2NH 4 Cl     + Pb( NO 3  ) 2   = 2 NH 4 NO 3  +   Pb Cl 2     ( белый)

                                                                   +            2-

Б) (NH 4 ) 2 SO 4  состоит из ионов  NH 4  и  SO 4  . Наличие ионов аммония докажем способом, описанным в предыдущем примере. Наличие сульфат –ионов докажем реакцией с хлоридом бария:

Ba Cl 2    + (NH 4 ) 2 SO 4  =  2NH 4 Cl  + Ba SO 4  

      При этом выделится осадок белого цвета, нерастворимый в кислотах и щелочах.

Задача № 4.  Даны  3 пробирки с веществами – хлорид калия – К Сl , аммиачная селитра –

NH 4 NO 3  , суперфосфат – Ca (H 2 PO 4 ) 2 ;

    Необходимо определить какое вещество находится в каждой из пробирок. Для этого добавим раствор щёлочи в каждую из пробирок. При этом в одной из них должен выделиться осадок  белого цвета:

3 Ca (H 2 PO 4 ) 2  + 12  Na OH   = Ca 3 (PO 4 ) 2     + 4 Na 3 PO 4  + 12 H 2 O  

     Значит, в этой пробирке находится суперфосфат(т.е. дигидрофосфат  кальция) .

     В пробирке с аммиачной селитрой  NH 4 NO 3  будет выделяться газ – аммиак, который легко распознаётся  по запаху:

NH 4 NO 3  + Na OH   =   Na NO 3    +  NH 3    +  H 2 O  

Ур. № 34. Стр. 123. М.П.  Практическая работа  № 8

Экспериментальные задачи по теме « Подгруппа  азота»

      В пробирке  с  К Cl  при добавлении щёлочи никаких изменений  наблюдаться не будет. Добавим  в оставшуюся пробирку раствор нитрата серебра или нитрата свинца. При этом выделится белые  осадки:

    К Cl   +   Ag NO 3     = Ag Cl       +    К NO 3     

      2К Cl   + Pb( NO 3  ) 2   = 2К NO 3     + Pb Cl  2

   Значит, в данной пробирке находится  К Cl   .

     Задача № 5.

1 ) Получение аммиака из хлорида  аммония:

                      t

NH 4   Cl                   NH 3    +  H Cl

  Прокаливая твёрдый хлорид аммония, получи аммиак в смеси с хлороводородом. Для  того чтобы избавиться от  H Cl  пропустим газовую смесь через раствор щёлочи. При этом будет протекать реакция:

    Na OH  +  H Cl = Na Cl   + H 2 O  

  В результате получится чистый аммиак без  примеси  H Cl.

  2) Сульфат и  нитрат аммония при разложении  аммиак  не образуют,  поэтому получим NH 3     иным способом. Добавим крепкий раствор щёлочи к данным солям при нагревании:

(NH 4 ) 2 SO 4  + 2 Na OH    = Na2 SO 4   + 2NH 3      +  2H 2 O  

NH 4 NO 3  + Na OH   =   Na NO 3    +  NH 3    +  H 2 O  

В результате реакции получим  аммиак.

   Задача № 6.

1. Первому сокращённому ионному уравнению соответствует реакция  нейтрализации. Для её существования можно взять любую кислоту и любое  основание:

     HNO 3 +  Na OH   =   Na NO 3  + H 2 О

      +           _           +     _          +            _  

     H  +  NO 3 +  Na + OH   =   Na + NO 3  + H 2 О

        +           _            

     H  +   OH   =   H 2 О

Экспериментальные задачи по теме « Подгруппа  азота»

2.  Проведём реакцию осаждения. Для этого сольём растворы  хлорида бария и сульфата  аммония:

Ba  Cal 2     +  Na 2 SO 4  =  2 Na Cl     +  Ba SO 4

  2+         _             +          2-                +     _

Ba  + 2Cal      +  2Na + SO 4  =       2 Na  + 2Cl     +  Ba SO 4

  2+           2-

Ba      +   SO 4  =  Ba SO 4

3.  Реакцию осаждения хлорида серебра проведём, сливая растворы нитрата серебра и хлорида натрия:

    Na Cl   +   Ag NO 3     = Ag Cl       +    Na NO 3     

      +      _        +         _                               +         _

    Na + Cl   +   Ag + NO 3     = Ag Cl       +  Na + NO 3     

      _       +

    Cl   +   Ag     = Ag Cl      

   Задача № 7.

Cu + 4 HNO 3 ( концентрир)  =  Cu (NO 3 ) 2    + 2NO 2      + 2 H 2 O

Cu(ОН) 2 + 2 HNO 3  =  Cu (NO 3 ) 2   + 2 H 2 O

Ba (NO 3  ) 2  + Cu SO 4   = Ba SO 4    + Cu(NO 3  ) 2  

Ур – 33.  Стр 119. М,П. Учебник стр. 158

Задача № 6.  Сколько кг  68 % -й  азотной кислоты (HNO 3 ) можно получить из  134,4 куб. м.(н.у.) оксида азота (  I V )?

Дано:                                                                              Решение :

W  (HNO 3 )   = 68%                              1) Составим уравнение химической реакции, выполним

V ( NO 2 ) = 134 куб. м           необходимые вычисления и выпишем  данные  для пропорции                                  

                                                   134,4 куб. м

m(HNO 3 ) р-ра  = ?                        4 NO 2            + О 2  +  2Н 2 О  =  4 HNO 3    

                                                V = V м  х  V (ню)

                                                     V = 22,4 х 4 = 89,6 куб. м.      m= M x V ( ню) = 63 х 4 = 252 кг

134,4 куб. м. NO 2   -------   Х   кг    (HNO 3)            134,4 х 252  

89,6  куб. м. ---------------- 252 кг                     Х = ---------------- = 378 кг

                                                                                                                    89,6

2) Вычислим массу раствора азотной кислоты по формуле:

                                   m(HNO 3 )                                      m(HNO 3 )                378

     W  (HNO 3 )   = -------------------         m( р -  ра) = ---------------------  =  --------  = 555,9 кг

                                 m( р -  ра)                                        W  (HNO 3 )              0, 68

Ответ :   m (HNO 3) ( р-ра)    = 555,9 кг

Задача № 7 . При прокаливании 340 г натриевой селитры получили 33,6 л (н.у.) кислорода. Рассчитайте массовую долю примесей в  селитре.

Дано:                                                      Решение:

 m(NaNO 3) смеси  = 340 г.          1) Составим уравнение химической реакции  выполним  

                                                           необходимые вычисления и выпишем данные для  

                                                            составления  пропорции:

W ( примеси) -- ?                                   Х г                             33,6 л

                                                                 NaNO 3        =          NaNO 2   +   О 2

                                                                                М = 85 г\ моль                       V M  = 22,4 л

                                                                   m = 170г                                        V     = 22,4 л

Х г NaNO 3  ---------------33,6 л   О 2                     33, 6  х 170

170 г           ------------    22,4 л                Х = ---------------- = 255 г

                                                                              22,4                             m(NaNO 3) чистая  = 255 г.

2) Найдём массу примеси:

         m(NaNO 3) (примеси)  = m(NaNO 3) смеси   -- m(NaNO 3) чистая  

                              m(примеси)                      85

W ( примеси) = ----------- ------- х 100%  = ------ х 100%  = 25 % ;  Ответ : W ( примеси) = 25%

                              m смеси                         340                

Урок № 31. Стр. 113. М.П. ;   Учебник 1тр. 155.   Задача № 5

     Определите количество вещества, объём(н.у) и массу аммиака, необходимого для получения 250 кг сульфата аммония, используемого в качестве удобрения.

Дано:                                                                     Решение:

(NH 4 ) 2 SO 4   = 250 гр                            1) Составим уравнение химической реакции,  

                                                                     выполним необходимые вычисления и выпишем

V( ню) = ?                                                     данные для пропорции            

V ( NH 3 ) = ?

 m( NH 3 )  =   ?                                      

                                                              Х кмоль ---------------------250 кг

                                                            2NH 3     +    Н 2 SO 4     =   ( NH 4 ) 2 SO 4      

                                                      V( ню ) = 2 моль -------------------  1 моль

                                                       М = 14 г \моль ------------------ М = 132 г \ моль

250 кг  (NH 4 ) 2 SO 4   ------- Х кмоль NH 3                          250  х 2

132 кг                           -------- 2  кмоль                 Х = ---------------- = 3,79 кмоль  NH 3 

                                                                                             132

2) Вычислим массу и объём количества аммиака6

                m

V( ню ) = ------- ;    m  =  V( ню ) x M ;          m = 3,79 кмоль х 17 г \моль = 64,39 = 64,4 кг;

                M

17 кг NH 3   (т.е. 1 кмоль)  --- 22,4 куб. м.             22,4 х 64,4

64,4 кг ---------------------------  Х куб. м.             Х = -------------------- = 84,85  куб. м.

                                                                                             17

Ответ: V( ню)  ( NH 3 ) = 3,79 кмоль ;  V ( NH 3 ) = 84,85  куб. м. ; m( NH 3 )  =   64,4 кг;