Решение задач по химии 9 класс
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии (9 класс) на тему

ВЫЧИСЛЕНИЕ ВЫХОДА ПРОДУКТА РЕАКЦИИ В ПРОЦЕНТАХ ОТ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ВОЗМОЖНОГО, ЕСЛИ ИЗВЕСТНЫ МАССЫ ИСХОДНОГО ВЕЩЕСТВА И ПРОДУКТА РЕАКЦИИ

Задача 1. Через известковую воду, содержащую 3,7 г гидроксида кальция, пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили, взвесили. Его масса оказалась равной 4,75 г. Вычислить выход продукта реакции (в процентах) от теоретически возможного.

I способ.

Определим количества приведенных в условии задачи веществ:
v[Ca(OH)2] = m[Ca(OH)2] / M[Ca(OH)2] = 3,7 г / 74 г/моль = 0,05 моль; 
v[Ca(OH)2] = 0,05 моль 
v(CaCO3) = m(CaCO3) / M(CaCO3) = 4,75 г / 100 г/моль = 0,0475 моль;
v(CaCO3) = 0,0475 моль

Запишем уравнение химической реакции:

Из уравнения химической реакции следует, что из 1 моль Ca(OH)2 образуется 1 моль CaCO3, а значит, из 0,05 моль Ca(OH)2 теоретически должно получиться столько же, то есть 0,05 моль CaCO3. Практически же получено 0,0475 моль CaCO3, что составит:
wвых. (CaCO3) = 0,0475 моль * 100 % / 0,05 моль = 95 % 
wвых. (CaCO3) = 95 %

Ответ: выход карбоната кальция составляет 95 % от теоретически возможного.

II способ.

Принимаем во внимание массу исходного вещества (гидроксида кальция) и уравнение химической реакции:

Рассчитаем по уравнению реакции, сколько теоретически образуется карбоната кальция.

Отсюда х = 3,7 г * 100 г / 74 г = 5 г, m(CaCO3) = 5 г

Это означает, что из данных по условию задачи 3,7 г гидроксида кальция теоретически (из расчётов) можно было бы получить 5 г карбоната кальция, а практически получено лишь 4,75 г продукта реакции. Из этих данных определим выход карбоната кальция (в %) от теоретически возможного:

5 г CaCO3 составляют 100% - ный выход
4,75 г CaCO3 составляют х %

x = 4,75 моль * 100 % / 5 г = 95 % ;
wвых. (CaCO3) = 95 %

Ответ: выход карбоната кальция составляет 95 % от теоретически возможного.

Задача 2. При взаимодействии магния массой 36 г с избытком хлора получено 128,25 г хлорида магния. Определить выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.

Рассмотрим два способа решения этой задачи: с использованием величины количества вещества и массы вещества.

I способ.

Из данных по условию задачи значений масс магния и хлорида магния рассчитаем значения количества этих веществ:
v(Mg) = m(Mg) / M(Mg) = 36 г / 24 г/моль = 1,5 моль; v(Mg) = 1,5 моль 
v(MgCl2) = m(MgCl2)/ M(MgCl2) = 128,25 г / 95 г/моль = 1,35 моль;
v(MgCl2) = 1,35 моль

Составим уравнение химической реакции:

Воспользуемся уравнением химической реакции. Из этого уравнения следует, что из 1 моль магния можно получить 1 моль хлорида магния, а, значит, из данных 1,5 моль магния можно теоретически получить столько же, то есть 1,5 моль хлорида магния. А практически получено лишь 1,35 моль. Поэтому выход хлорида магния (в %) от теоретически возможного составит:

х = 1,35 моль * 100% / 1,5 моль = 90%, т.е. wвых.(MgCl2) = 90%

Ответ: выход хлорида магния составляет 90% от теоретически возможного.

II способ.

Рассмотрим уравнение химической реакции:

В первую очередь по уравнению химической реакции определим, сколько граммов хлорида магния можно получить из данных по условию задачи 36 г магния. 

Отсюда х = 36 г * 95 г / 24 г = 142,5 г; m(MgCl2) = 142,5 г

Это означает, что из данного количества магния можно было бы получить 142,5 г хлорида магния (теоретический выход, составляющий 100%). А получено всего 128,25 г хлорида магния (практический выход).
Рассмотрим теперь, сколько процентов составляет практический выход от теоретически возможного:

х = 128,25 г * 100 % / 142,5 г = 90 %, то есть wвых.(MgCl2) = 90%

Ответ: выход хлорида магния составляет 90% от теоретически возможного.

Задача 3.  Металлический калий массой 3,9 г поместили в дистиллированную воду объемом 50 мл. В результате реакции получили 53,8 г раствора едкого кали с массовой долей вещества равной 10%. Вычислить выход едкого кали (в процентах) от теоретически возможного.

На основе этого уравнения химической реакции сделаем расчёты.
Вначале определим массу едкого кали, которую теоретически можно было бы получить из данной по условию задачи массы калия.

Отсюда: x = 3,9 г * 112 г / 78 г = 5,6 г         m(KOH) = 5,6 г

Далее рассчитаем практически полученную массу едкого кали. Для этого воспользуемся выражением массовой доли растворённого вещества: wв-ва = mв-ва / mр-ра * 100%

Из этой формулы выражаем mв-ва :
mв-ва = mр-ра * wв-ва /100%

Определим массу едкого кали, находящегося в 53,8 г 10% -ного его раствора:
m(KOH) = mр-ра * w(KOH) / 100% = 53,8 г * 10% /100% = 5,38 г 
m(KOH) = 5,38 г

Наконец, рассчитываем выход едкого кали в процентах от теоретически возможного: 
wвых.(КОН) = 5,38 г / 5,6 г * 100% = 96% 
wвых.(КОН) = 96%

Ответ: Выход едкого кали составляет 96% от теоретически возможного.