Как найти вещество взятое в избытке

“Я не сдам ЕГЭ, потому что у меня нет таланта! У Кати талант есть, у Паши – тоже есть, а у меня нет!” Сколько раз каждый из вас так думал? Много? Ха-Ха и еще раз Ха-Ха! Марк Твен говорил: «Существует тысяча причин для того, чтобы себя оправдать, но ни одной реальной». Секрет таланта и успеха на ЕГЭ я раскрою в конце статьи, а пока продолжаем изучать Стехиометрию. Сегодня разберемся с деликатной темой: избыток-недостаток в расчетах по уравнениям реакций.

В ряде задач представлены данные для обоих реагентов. Как в таких случаях выполнять расчеты по уравнения реакций? Что брать в качестве точки расчета? Давайте разбираться. Вначале определимся с понятиями.

Эквимолярное соотношение – равные количества веществ

Стехиометрическое соотношение – количества веществ в соответствии с коэффициентами в уравнении реакции

Для того, чтобы понять, в каких соотношениях представлены количества веществ-реагентов в конкретной задаче, необходимо начать анализ задачи по уже известным Четырем Заповедям. После выполнения Предварительных Расчетов (Третья Заповедь), следует выписать количества веществ над формулами реагентов в уравнении реакции и произвести пересчет количества одного вещества через количество другого. После определения избытка-недостатка дальнейшие расчеты в задаче производим по недостатку.

ПОМНИ!!!

Расчеты по уравнению реакции производятся по НЕДОСТАТКУ!

Как определить избыток-недостаток и провести дальнейшие расчеты, лучше разобрать на конкретной задаче. Читайте внимательно и попробуйте записать решение задачи на отдельном листе бумаги.

Задача 1

На 47 г оксида калия подействовали раствором, содержащим 40 г азотной кислоты. Найдите массу образовавшегося нитрата калия.

1) Первая Заповедь. Выписать данные задачи в разделе “Дано”.

2) Вторая Заповедь. Написать уравнение реакции.

Немного теории химии. Оксиды щелочных металлов проявляют ярко выраженные основные свойства. Они легко реагируют с кислотами с образованием солей.

3. Третья Заповедь. Сделать предварительные расчеты по данным условия задачи

В условии задачи представлены данные по обоим реагентам – оксиду калия и азотной кислоте, поэтому определяем количество вещества каждого участника процесса.

На этой стадии необходимо определить, кто из реагентов в избытке, а кто в недостатке. Для этого следует провести пересчет количества одного вещества через количество другого. Покажу два способа пересчета и анализа. Можете пользоваться любым, какой понятней.

1) Считаем количество вещества азотной кислоты по количеству вещества оксида калия (обычный расчет по уравнению реакции). Читайте внимательно! Я мысленно произношу: “Пусть весь оксид калия вступил в реакцию. Сколько тогда прореагирует азотной кислоты?” И делаю расчет по уравнению реакции. Азотной кислоты, по расчетам, требуется больше, чем дано, значит, азотная кислота – в недостатке.

2) Считаем количество вещества оксида калия по количеству вещества азотной кислоты (обычный расчет по уравнению реакции). Я мысленно произношу: “Пусть вся азотная кислота вступила в реакцию. Сколько тогда прореагирует оксида калия?” Оксида калия, по расчетам, требуется меньше, чем дано, значит, оксид калия в избытке.

4. Четвертая заповедь. Составить алгоритм решения задачи.

Формулизируем вопрос задачи “Найдите массу образовавшегося нитрата калия”, т.е. записываем формулу расчета массы, которая для нас, как для химиков, должна быть представлена произведением количества вещества на молярную массу. Анализируем компоненты формулы: молярную массу нитрата калия определяем по таблице Менделеева, количество вещества нитрата калия рассчитываем по уравнению реакции исключительно по недостатку!

Задача 2

Смешали 7,3 г хлороводорода и 4 г аммиака. Какая масса соли при этом образуется?

Немного теории. При смешивании хлороводорода и аммиака образуется густой белый дым (“дым без огня”) – кристаллики соли хлорида аммония.

Последовательность действия, выполняемых при решении задачи:

1) Выписать данные в разделе “Дано”

2) Написать уравнение реакции

3) Сделать предварительные расчеты.

4) Определить избыток-недостаток

5) Сделать расчет по уравнению реакции (по недостатку!)

6) Составить алгоритм решения

7) Сделать окончательный расчет

Задача 3

На 36 г алюминия подействовали 64 г серы. Найдите массу образовавшегося сульфида алюминия.

При поджигании смеси порошкообразных алюминия и серы между ними начинается интенсивная экзотермическая реакция с образованием сульфида алюминия, который полностью гидролизуется водой, поэтому не может быть получен обменными реакциями в водных растворах.

Последовательность действия, выполняемых при решении задачи:

1) Выписать данные в разделе “Дано”

2) Написать уравнение реакции

3) Сделать предварительные расчеты.

4) Определить избыток-недостаток

5) Сделать расчет по уравнению реакции (по недостатку!)

6) Составить алгоритм решения

7) Сделать окончательный расчет

Секрет таланта и успеха на ЕГЭ

Талант не дается от природы, он создается самим человеком. Это определенные способности, которые раскрываются с приобретением навыков и опыта. Успех на ЕГЭ зависит от ежедневного упорного труда и достижения мастерства в выбранном деле. Думаю, вывод не трудно сделать. Хотите добиться успеха – принимайтесь за работу!

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии http://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Звоните мне +7(903) 186-74-55. Приходите ко мне на курс, на Мастер-классы “Решение задач по химии” – и вы сдадите ЕГЭ с высочайшими баллами, и станете студентом престижного ВУЗа!

PS! Если вы не можете со мной связаться из-за большого количества звонков от моих читателей, пишите мне в личку ВКонтакте, или на Facebook. Я обязательно отвечу вам.

Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова

Решение задач, когда одно из веществ в избытке
(ответы и решения)

Ключевые слова конспекта: расчет массы, объема продукта реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке; решение задач, когда одно из веществ в избытке.

---

Вещества реагируют друг с другом в строго определенных количествах. Однако исходные вещества для проведения реакции могут быть взяты в любых количествах. Таким образом, одно из реагирующих веществ может оказаться в избытке, а другое — в недостатке. В этом случае необходимо определить, какое из реагирующих веществ находится в избытке, а какое — в недостатке, и дальнейшие расчеты производить по веществу, находящемуся в недостатке. Это обусловлено тем, что вещество, находящееся в недостатке, прореагирует полностью, таким образом, количество вещества данного реагента нам будет точно известно.

Для того чтобы определить, какое из реагирующих веществ находится в избытке, а какое — в недостатке, необходимо вычислить количества вещества реагентов и сравнить их. Если количества вещества реагентов, участвующих в химической реакции, одинаковы, то в избытке будет то вещество, количество которого больше в соответствии с условиями задачи. Например, если в реакцию, уравнение которой Н₂ + Сl₂ = 2НСl, взять 0,2 моль водорода и 0,15 моль хлора, то в избытке будет водород, а в недостатке — хлор, так как v(H₂) > v(Cl₂). Расчет количества образовавшегося водорода в этом случае следует вести по количеству вещества хлора.

Если же вещества реагируют в неравных количествах, то для расчета избытка и недостатка следует учитывать коэффициенты в уравнении реакции. Например, для реакции, уравнение которой 2Н₂ + O₂ = 2Н₂O, отношение количества веществ водорода и кислорода, реагирующих друг с другом, имеет следующий вид:

При использовании количеств веществ, соответствующих условию задачи, это выражение превращается в неравенство, которое и показывает, какое из веществ взято в реакции в избытке. Например, если в рассматриваемой реакции использовать 0,2 моль водорода и 0,15 моль кислорода, в недостатке будет водород, несмотря на то что количество вещества его больше. Это следует из соотношения: 1 • v(H₂) < 2 • v(O₂), или 1 • 0,2 < 2 • 0,15, учитывающего коэффициенты в уравнении реакции.

Таким образом, расчет количества образовавшейся воды в данном случае следует вести по количеству вещества водорода.

Особые трудности возникают в тех случаях, когда в зависимости от того, какой из реагентов в избытке, образуются различные продукты реакции. Например, если углекислый газ взаимодействует с избытком гидроксида кальция, образуется средняя соль — карбонат кальция:
Са(ОН)₂ + СO₂ = CaCO₃ ↓ + Н₂O.

Если же в избытке углекислый газ, то в результате реакции образуется кислая соль — гидрокарбонат кальция:
Са(ОН)₂ + 2СO₂ = Са(НСO₃)₂.

Поэтому в ряде случаев определение избытка и недостатка следует проводить еще до составления уравнения химической реакции.

В некоторых случаях вещество, взятое в избытке, взаимодействует с одним из продуктов реакции, например при восстановлении магнием оксида кремния (IV) по реакции:

взятый в избытке магний будет взаимодействовать с образовавшимся кремнием:

Такие превращения нужно также учитывать при решении задач.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1.
Сколько граммов поваренной соли образуется при сливании растворов, содержащих 24 г гидроксида натрия и 14,6 г хлороводорода?

Ответ. m(NaCl) = 23,4 г.

Задача № 2.
Вычислите массу хлорида железа (III), образующегося при взаимодействии 14 г железа и 5,6 л (н. у.) хлора.

О т в е т. m(FeCl3) = 27,08 г.

Задача № 3.
Водород, полученный при разложении 12,6 г гидрида кальция водой, пропустили над 40 г нагретого оксида меди (II). Определите массу образовавшегося металла.

Ответ. m(Cu) = 32 г.

Задача № 4.
Газ, полученный при взаимодействии 19,8 г сульфата аммония и 32 г 25% -ного раствора гидроксида натрия, смешали с газом, полученным при разложении 24,5 г бертолетовой соли. Газовую смесь пропустили через 73г 5%-ного раствора соляной кислоты. Определите состав смеси газов после прохождения через раствор.

Ответ. V(O2) = 6,72 л, V(NH3) = 2,24 л.

Задача № 5.
Каков состав и какова масса соли, которая образуется при пропускании 26,88 л (н. у.) углекислого газа через 210 г раствора с массовой долей гидроксида калия 24% ?

Ответ. m(КНСO3) = 90 г.

Задача № 6.
Смешали 200 г 14% -ного раствора гидроксида натрия и 392 г 10% -ного раствора серной кислоты. Определите массовые доли солей в образовавшемся растворе.

Ответ. ω(NaHSO4) = 2,03%; ω(Na2SO4) = 7,2%.

Задача № 7.
Вычислите массу осадка, который образуется при прибавлении 280 г 20% -ного раствора гидроксида калия к 160,2 г 25%-ного раствора хлорида алюминия.

Ответ. m(А1(ОН)3) = 15,6 г.

ЗАДАЧИ с КРАТКИМ ОТВЕТОМ

1. Сколько граммов осадка образуется при взаимодействии 340 г 17,5%-ного раствора нитрата серебра и 109,5 г 20% -ной соляной кислоты?

Ответ. m(AgCl) = 50,2 г.

1. 29,12 л аммиака (н. у.) пропустили через 160,17мл раствора 30%-ной азотной кислоты (р = 1,18 г/мл). Определите массу образовавшейся соли.

Ответ. m(NH₄NO₃) = 72 г.

1. Сколько граммов воды образуется при сжигании смеси, содержащей 56 л водорода (н. у.) и 56 г кислорода?

Ответ. m(Н₂O) = 45 г.

1. Какой объем газа (н. у.) выделится при взаимодействии 24 г смеси алюминия с кремнием, массовая доля алюминия в которой 45%, с 506,1 мл 10% -ного раствора серной кислоты (р = 1,065 г/мл)?

Ответ. V(H₂) = 12,32 л.

1. К 280 г 10%-ного раствора гидроксида натрия добавили 75 г медного купороса. Выпавший осадок отделили и прокалили. Определите массу образовавшегося продукта и назовите его.

Ответ. m(CuO) = 24 г, оксид меди (II).

1. Через 68 г 4%-ного раствора сероводородной кислоты H2S пропустили газ, образовавшийся при сжигании 0,96 г серы в избытке кислорода. Какова масса образовавшегося осадка?

Ответ. m(S) = 2,88 г.

1. Нагрели смесь, содержащую 32,5 г цинка и 11,2 г серы. После этого смесь обработали избытком соляной кислоты. Определите объем выделившегося газа (н. у.).

Ответ. V(газа) = 11,2 л.

1. Газ, образовавшийся при обработке 19,2 г меди 22,79мл 94%-ной серной кислотой (р = 1,83 г/мл), пропустили через 1200 г бромной воды с массовой долей брома 4% . Будет ли раствор бесцветным после пропускания газа?

Ответ. Раствор останется окрашенным.

1. 10,8 г серебра обработали 72,41 мл 30%-ной азотной кислоты (р = 1,48 г/мл). К полученному раствору добавили 18,72 г 25%-ного раствора хлорида натрия. Найдите массу образовавшегося осадка.

Ответ. m(осадка) = 11,48 г.

1. Газ, полученный при обработке 26,4 г сульфида железа (II) 73 г 20%-ной соляной кислоты, пропустили через 198,6 г 25% -ного раствора нитрата свинца (II). Определите массу образовавшегося осадка.

Ответ. m(осадка) = 35,85 г.

1. Определите массу и состав соли, которая образуется при пропускании 15,68 л аммиака (н. у.) через 61,25 г 40% -ного раствора серной кислоты.

Ответ. m((NH₄)2SO₄) = 33 г.

1. Какая соль образуется при сливании 177 мл 12%-ного раствора гидроксида натрия (р = 1,13 г/мл) и 194,44 мл 14%-ного раствора фосфорной кислоты (р = 1,08 г/мл)? Какова ее масса?

Ответ. m(Na₂HPO₄) = 42,6 г.

1. В 588 г раствора 10%-ной серной кислоты опустили кусочек цинка массой 52 г. Выделившийся водород пропустили при нагревании над 90 г оксида кобальта (II). Найдите массу образовавшегося металла.

Ответ. m(Со) 35,4 г.

1. Через 224 г 20%-ного раствора гидроксида калия пропустили 13,44 л (н. у.) оксида серы (IV). Вычислите массы солей в полученном растворе.

Ответ. m(K₂SO₃) = 31,6 г, m(KHSO₃) = 48 г.

1. Какова масса осадка, выделившегося при пропускании 5,6 л (н. у.) углекислого газа через известковую воду, содержащую 11,1 г гидроксида кальция?

Ответ.  m(осадка) = 5 г.

1. В 200 мл воды растворили 56,8 г оксида фосфора (V). К полученному раствору прибавили

76,9 мл раствора с массовой долей NaOH 40% (р = = 1,43 г/мл). Найдите массовые доли солей в полученном растворе.

Ответ. ω(Na₂HPO₄) — 11,61%, ω(NaH₂PO₄) = 10,36%.

1. Каковы объемные доли газов, образующихся при прокаливании 28,8 г углерода в присутствии 33,6 л кислорода (н. у.)?

Ответ. φ(СО) = 75%, φ(СO₂) = 25%.

1. После прокаливания смеси, содержащей 32,4 г алюминия и 64 г оксида железа (III), ее обработали избытком соляной кислоты. Определите объем выделившегося при этом газа (н. у.).

Ответ. V(газа) = 31,36 л.

1. Какую массу кремния можно получить, прокаливая 21 г оксида кремния (IV) с 32 г кальция?

Ответ. m(Si) = 8,4 г.

1. 32,5 г цинка растворили в 240 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. К полученному раствору добавили 204,4 г 25% -ной соляной кислоты. Определите массу полученного осадка.

Ответ. m(осадка) = 39,6 г.

---

Задачи на количества исходных веществ и продуктов реакции (ответы и решения). Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующей теме: 
• Вернуться к списку конспектов по Химии.
• Проверить знания по Химии.
• Купить книгу Задачи по химии и способы их решения. 8-9 кл. / О.С. Габриелян и др. — М.: Дрофа.

Задачи на определение избытка-недостатка в реакциях нейтрализации

В основе всех задач на избыток-недостаток лежит химическая реакция. В ней одно из взаимодействующих веществ взято в избытке по отношению к другому веществу ¹. Рассмотрим примеры решения таких задач.

Задача 1. 
Определите массу гидроксида калия, который необходим для полной нейтрализации раствора, содержащего 20 г НС1.
Дано: масса хлороводорода: m(НСГ) = 20 г.
Найти: массу гидроксида калия: m(КОН) = ?
Решение:
Это простейшая задача, которая решается по уравнению реакции в одно действие.

Составляем пропорцию:
20 г НС1 реагируют без остатка с x: г КОН (по условию)
36,5 г НС1 реагируют без остатка с 56 г КОН (по уравнению)

 Ответ: 30,7 г КОН потребуется для полной нейтрализации раствора, содержащего 20 г НС1.

---

Задача 2. 
Представим себе ситуацию, когда мы вместо 30,7 г КОН добавили недостаточное его количество, например, 25г. Тогда часть НС1 прореагирует с КОН, а часть останется. В этом случае КОН будет в недостатке, а НС1 — в избытке. Посмотрим, какие вещества и в каких количествах будут находиться в растворе после реакции, если к раствору, содержащему 20 г НС1 добавить недостаточное для полной нейтрализации количество КОН, например, 25 г.
Дано: масса хлороводорода: m(НС1) = 20 г;
масса гидроксида калия: m(КОН) = 25 г.
Найти: Массы всех веществ в растворе после реакции.
Решение:
Так как КОН взят в недостатке, он израсходуется весь в химической реакции. Количество НС1, по отношению к количеству КОН, находится в избытке, следовательно, часть хлороводорода останется после реакции. Кроме того, в процессе химической реакции образуется соль КСl, которая тоже будет содержаться в растворе. Образующаяся вода разбавит имеющийся раствор.

Итак, качественный состав раствора после реакции мы установили:
1) избыточная хлороводородная кислота (НС1);
2) образующаяся соль КС1;
3) вода в виде растворителя.

Определим массы НС1 и КС1 в конечном растворе. Массу КС1 легко определить путем расчета по химической реакции.

Массу оставшейся НС1 можно найти по разности:

m(HCl)_{оставшейся после р-ции} = m(HCl)_исх. – m(HCl)_{израсходованной в р-ци}

Массу израсходованной НС1 также необходимо найти по уравнению реакции.

В задачах на избыток-недостаток расчет по уравнению реакции всегда ведут по веществу, взятому в недостатке. Вещество, взятое в недостатке, всегда в реакции расходуется полностью. А вещество, взятое в избытке, расходуется лишь частично, и какая часть его участвует в химической реакции нам неизвестно. Поэтому вести расчет по веществу, взятому в избытке, невозможно.

В данном случае в недостатке у нас КОН. По нему и ведем расчет образовавшейся соли КС1 и расходовавшейся НС1:

Найдем массу образовавшейся соли КС1. Для этого составим пропорцию:
25 г КОН дают у г КС1 (по условию)
56 г КОН дают 74,5 г КС1 (по уравнению)

Находим массу НС1, которая расходовалась в реакции. Для этого составим пропорцию:
х г НС1 расходуется на 25 г КОН (по условию)
36,5 г НС1 расходуется на 56 г КОН (по уравнению) 

Теперь мы можем определить массу НС1, которая осталась неизрасходованной:

m(НС1)_{осталось послс р-ции}  = m(НС1)_исх. – m(НС1)_{расх. в р-ции} = 20 – 16,3 = 3,7 г.

Итак, в результате добавления 25 г КОН к раствору, содержащему 20 г НС1, образовалось 33,3 г КС1 и осталось 3,7 г неизрасходованной НС1. Таким образом, в итоге получился раствор двух веществ (КС1 и НС1) в воде.

Ответ: m(KCl) = 33,3 г;   m(HCl) = 3,7г.

---

Задача 3. 
Теперь рассмотрим обратную ситуацию, когда к раствору НС1 мы добавили больше КОН, чем это необходимо для полной нейтрализации. В этом случае КОН будет в избытке, а НС1 — в недостатке. Посмотрим, какие вещества и в каких количествах будут находиться в растворе после реакции, если к раствору, содержащему 20 г НС1 добавить избыточное количество КОН, например, 40 г.
Дано: 
масса хлороводорода: m(НС1) = 20 г;
масса гидроксида калия: m(КОН) = 40 г.
Найти: Массы всех веществ в растворе после реакции.
Решение:
КОН взят в избытке, следовательно, НС1 находится в недостатке. НС1 в реакции израсходуется весь, а КОН частично израсходуется и частично останется. В результате реакции образуется соль КС1. Образующаяся вода разбавит имеющийся раствор. Следовательно, качественный состав раствора после реакции будет следующим:
1. Избыточный гидроксид калия (КОН);
2. Образующаяся соль КС1;
3. Вода в виде растворителя.

Массу образовавшейся соли КС1 можно определить путем расчета по химической реакции, а массу оставшегося КОН по разности:

m(КОН)_{оставшийся после р-и}и = m(КОН)_исх – m(КОН)_{расход в р-ии}

Массу расходовавшегося КОН можно определить по уравнению реакции.

Напомним, что в задачах на избыток-недостаток расчет по уравнению реакции всегда ведут по веществу, взятому в недостатке. В данном случае по НС1:

Находим массу образовавшейся соли. Для этого составим пропорцию:
20г НС1 даютуг x г КСl _{(по условию)}
36,5г НС1 дают 74,5 г КС1 _{(по уравнению)}

Находим массу расходовавшегося КОН. Для этого составим пропорцию:
20 г НС1 расходуется на х г КОН _{(по условию)}
36,5 г НС1 расходуется на 56 г КОН _{(по уравнению)}

Теперь мы можем определить массу КОН, который остался неизрасходованным:

m(КОН)_остат. = m(КОН)_исх. – m(КОН)_{расх.в р-ии} = 40 – 30,7 = 9,3г.

Итак, в результате добавления 40 г КОН к раствору, содержащему 20 г НС1, образовалось 40,8 г КС1 и осталось 9,3 г неизрасходованного КОН. Таким образом, получился раствор двух веществ (КС1 и КОН) в воде.

---

Комментарии:
¹В условиях задач на определение избытка-недосатка не указывается, какое вещество в избытке, а какое в недостатке. Более того, в условии нет прямого указания на то, что это задача на избыток-недостаток. Поэтому, в первую очередь, перед нами стоит два вопроса:
1. Как отличить задачу на избыток-недостаток от всех остальных задач?
2. Как определить, какое вещество взято в избытке?

---

 Задачи на избыток-недостаток:
1. Определение избытка-недостатка

---