Информационно-методическое письмо «Региональная олимпиада по химии 2011: особенности проведения, анализ заданий, результаты, рекомендации» (стр. 4 из 4)
РЕШЕНИЕ:
Для полного осаждения алюминия в виде гидроксида:
Al(NO3)3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaNO3
Потребуется 0,05.3 = 0,15 моль NaOH. Поскольку гидроксида натрия больше 0,15 моль, то осадок начнет растворяться, до тех пор, пока не израсходуется вся щелочь:
| Молярная масса | 78 | 40 | 118 |
| Al(OH)3 + | NaOH | = NaAl(OH)4 | |
| Было, моль | 0,05 | 0,03 | |
| Прореагировало, моль | 0,03 | 0,03 | |
| Осталось/Образовалось, моль | 0,02 | 0 | 0,03 |
В результате двух реакций:
1. В растворе будет только алюминат натрия, который может быть записан в виде: Na[Al(OH)4] , Na[Al(OH)4(H2O)2] или Na3[Al(OH)6], но никак не в виде NaAlO2, который образуется только при сплавлении реактивов. В данном решении взята наиболее употребимся формула комплексной соли.
2. Осадок гидроксида алюминия растворится лишь частично и это необходимо будет учесть при определении массы раствора.
m(раствора) = 158,19.1,081 + 210,80.1,035 – 0,02.78 = 387,62 г
w(NaAl(OH)4) = m(NaAl(OH)4)/m(раствора) = 0,03.118.100/387,62 = 0,91%
Ответ: (NaAl(OH)4) = 0,91%
Задача 7.
Очень часто школьники не решают задачи правильно из-за несоблюдения размерности величин при расчетах.
Какова масса 5 мл оксида азота (II) при 25оС и давлении 1,2 атм.?
РЕШЕНИЕ:
Решение этой задачи сводится к элементарным расчетам по уравнению Менделеева-Клайперона:
Несмотря на важность использования универсальной газовой постоянной при решении различных типов расчетных задач, ее применение вызывает большие затруднения у школьников, абитуриентов, поступающих в ВУЗы и даже у части студентов. Основная трудность заключается в том, что учащиеся не соблюдают соответствия между размерностями газовой постоянной и размерностями физических величин данной конкретной задачи.
Известно, что универсальная газовая постоянная входит в уравнение состояния идеального газа: pV=nRT, где n-число молей газа (n=m/M), а p, V и T - соответственно - давление, объем и абсолютная температура газа. Это уравнение носит еще название уравнения Менделеева-Клапейрона.
Таким образом, для одного моля газа: R=pV/T. Температура в этом уравнении всегда выражается в Кельвинах. Давление же и объем можно выразить в различных единицах. В зависимости от выбора этих единиц, значения R будут иметь то или иное значение . В любом случае R легко рассчитать, используя следующее следствие закона Авогадро: при нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем, равный 22,4 л. (Напомним, что при нормальных условиях Р = 760 мм рт. ст. = 1атм.=.101325 Па и Т = 273К) В системе СИ значение R = 8,31 Дж/моль К. В этом случае объем газа выражается в м , давление в Па и температура в К. Это значение R рассчитывается следующим образом:
Напомним, что
Па=Н/м2 и Дж = Н.м, отсюда: Па.м3/(м2К.моль)=Н м /(К моль) = Дж/(К моль).
Однако R можно выразить и в других единицах, используемых на практике:
и т. д.Если пользоваться принятой в школе величиной R = 8,314 Дж /К.моль = 8,314 Па.м3/К.моль , то давление, данное в атм. надо перевести в Па, объем в м3. Но можно вместо двух расчетов произвести один, а именно выразить R в атм..мл/К.моль:
R = PVМ/T. При 273К и 1 атм. , VМ = 22400 мл.
Тогда R = 1.22400/273 = 82,05атм.мл/К.моль
MNO = 14 + 16 = 28 (г/моль)
Ответ: 0,008 г.
Кроме перечисленных типов задач на школьный и муниципальный этапы можно предложить задачи на :
1. приготовление растворов с заданной концентрацией (w, c);
2. растворимость;
3. "цепочки" превращений по неорганике (9 класс), органике (10 класс) и комбинированная (11 класс);
4. расчеты по уравнениям химических реакций (с использованием понятий "выход продукта", "массовая доля примесей", "избыток и недостаток");
5. задачи по физической химии (элементарные термохимические расчеты).
Для подготовки к олимпиадам любого уровня можно использовать интернет – ресурсы, которые позволяют найти множество примеров олимпиадных задач с решениями, прочитать интересные факты о веществах и процессах, глубоко изучить сложные теоретические вопросы химии, без знания которых невозможно успешно участвовать в олимпиаде, принять участие в обсуждении актуальных вопросов олимпиадного движения и др.
Интернет-ресурсы
http://lyceum-syz.narod.ru/
http://festival.1september.ru/articles/529470/
http://botaniks.ru/ximiya.php
http://himiavmeste.narod.ru/zadachi1.html
http://chem-solution.narod.ru/example_offline_book_10.html
http://www.alleng.ru/edu/chem2.htm
http://moupschool1.narod.ru/himia.htm
http://www.chem.msu.su/rus/elibrary/zadachi_olimpiad.html
http://www.eidos.ru/olymp/index.htm.
http://works.tarefer.ru/94/100126/index.html.
http://mou22vd.edusite.ru/p77aa1.html.
http://www.himhelp.ru/section23/section5/section37/.
http://techemy.com/sis_tasked/.
http://www.kristallikov.net/page34.html.
http://www.log-in.ru/books/17101/.
http://chemistry.ucoz.org/.
http://chemie.ucoz.ru/index/primery_reshenija_zadach/0-8.
http://gymn22.narod.ru/Systems/Chemist/.
http://www.zomber.ru/chemistry_lec/Index73.php.
http://lib.repetitors.eu/himiya/159-2010-07-16-04-14-33/2033-------9-.
http://www.chem.msu.su/rus/olimp/.
http://olympics.chemport.ru/.
http://olimp.distant.ru/.
http://chem.olymp.mioo.ru/login/index.php.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Всероссийская_олимпиада_школьников_по_химии.
http://www.olimpiada.ru/.
http://www.icho39.chem.msu.ru/html/russian/Olympiades/RossChemOlymp.htm.
http://him.1september.ru/2003/40/1.htm.
http://www.muctr.ru/entrant/shag_v_bud.php.
http://chemworld.narod.ru/olimp/index.html.
http://www.olymp74.ru/index.php?razd=0&page=event&id=70.
http://chimia24.ucoz.ru/load/15.
http://www.kontren.narod.ru/lttrs/to_Oli.htm.
http://www.school.edu.ru/catalog.asp?cat_ob_no=5&ob_no=12699&oll.ob_no_to=.
http://maratakm.narod.ru/index.files/tr1.htm.
http://www.chemistry.narod.ru/inform/knigi.htm.
http://papshuli.narod.ru/predmet/Himiya_links.htm.
Литература
1. Бенеш П., Пумпт В., Свободова М., Мансуров Г. Н. 111 вопросов по химии … для всех / Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1994. – 191 с.
2. Всероссийская химическая олимпиада школьников: кн. для учителя. / П. А. Оржековский, Ю. Н. Медведев, А. В. Чуранов, С. С. Чуранов. Под ред. Лисичкина. – М.: Просвещение, 1996. – 192 с.
3. Дайнеко В. И. Как научить школьников решать задачи по органической химии: кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1987. – 160 с.
4. Дмитров Е. Н. Познавательные задачи по органической химии и их решения / Пособие для учителей и учащихся. – Тула, «Арктоус», 1997. – 86 с.
5. Зубович Е.Н., Асадник В.Н. Химия. Решение задач повышенной сложности: Справочное пособие. – Мн.: Книжный дом, 2004. – 224 с.
6. Кузьменко Н. Е., Магдесиева Н. Н. Еремин В. В. Задачи по химии для абитуриентов: Курс повышенной сложности с компьютерным приложением. / Под ред. Кузьменко Н. Е. М.: Просвещение, 1992. – 191 с.
7. Кузьменко Н., Еремин В., Попков В. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы: Учебное пособие. – М.: Дрофа, 1997. – 528 с.
8. Лабий Ю. М.. Решение задач по химии с помощью уравнений и неравенств: кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1987. – 80 с.
9. Лунин В.В. Химия. Всероссийские олимпиады. Вып.I/ В.В. Лунин, О.В. Архангельская, И.А. Тюльков; под ред. В.В. Лунина. – М.: Просвещение, 2010. – 191 с.
10. Николаенко В. К. Решение задач повышенной сложности по общей и неорганической химии: Пособие для учителя; / Под ред. Г. В. Лисичкина. - Киев: "Радяньска школа, 1990. - 160 с.
11. Оржековский П. А., Давыдов В. Н., Титов Н. А. Экспериментальные творческие задания и задачи по неорганической химии: Кн. для учащихся. – М.: АРКТИ, 1998. – 48 с.
12. Свитанько И. В. Нестандартные задачи по химии. – М.: МИРОС, 1995. – 80 с.
13. Слета Л.А., Чёрный А.В., Холин Ю.В. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями. – М.: Илекса, 2005. – 368 с.
14. Сорокин В.В., Загорский В.В., Свитанько И.В. Задачи химических олимпиад, изд-во МГУ, 1989. – 256 с.
15. Степин Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии / Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова. – М.: Дрофа, 2002. – 432 с.
16. Ушкалова В.Н., Иоанидис Н.В. Химия: конкурсные задания и ответы: Пособие для поступающих в Вузы. – М.: Просвещение, 2000. – 224 с.
17. Химия: сборник олимпиадных задач. Школьный и муниципальный этапы: учебно – методическое пособие / Под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Д:Легион, 2009.- 253 с.
18. Чмиленко Ф. А., Виниченко И. Г., Чмиленко Т. С. Подготовка к экзамену по химии с контролем на ЭВМ. – М.: Школа – Пресс, 1994. – 144 с.
19. Чуранов С. С. Химические олимпиады в школе. – М.: Просвещение, 1982. – 191 с.
20. Школьные олимпиады: биология, химия, география. 8 – 11 классы / Серия «Здравствуй, школа!». Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 192 с.
Проректор Л.К.Портнова
Никифорова Елена Ивановна
(3022)26-35-31
Салогуб Е.В., зам. зав. каф. химии ЧитГУ