"В раствор погружена пластинка..."

Пучки расчетных задач

Продолжение. Начало см. в № 44/2003

Алгоритмы решения задач «на пластинки»

Расчетная задача «на пластинки», как и любая задача, которая может встретиться на олимпиаде или вступительном конкурсном экзамене, требует к себе неспешного и вдумчивого подхода. Прежде всего внимательно изучите условие задачи и попробуйте составить все возможные уравнения происходящих процессов. Здесь нужны знания о закономерностях, отраженных в ряду стандартных электродных потенциалов, об особенностях поведения металлов в растворах концентрированных и разбавленных кислот (азотной и серной). Не следует сбрасывать со счетов и возможность протекания гидролиза. Задачи такого уровня сложности, безусловно, не самые простые в школьном курсе. Если вам досталась такая задача, значит, вы потенциальный абитуриент вуза химического профиля. Обязательно представьте, что происходит с металлом в растворе.
Попробуйте ответить сами себе на следующие вопросы:
· За счет чего масса пластинки уменьшается (увеличивается)?
· Какие изменения происходят с другими веществами, находящимися в растворе (обычно это соли)?
· Как изменяется масса всех веществ в ходе реакции?
Вам в значительной степени помогут структурообразующие вопросы, которые перечислены в начале этой работы (см. № 44/2003).
Если все это вы сумели сделать, воспользуйтесь следующими приемами, которые позволят существенно продвинуться в решении задачи.
Запишите уравнения всех возможных реакций.
Для всех участников процесса вычислите их количества вещества и массы (если они заданы в виде растворов определенной концентрации).
Установите, не является ли задание задачей на «избыток – недостаток» реагентов.
Вычислите изменение массы пластинки в ходе реакции (теоретически возможное), используя сравнение молярных масс участников реакции с учетом их коэффициентов.
Сравните это изменение с реальным изменением массы пластинки и после этого определите количества веществ реагентов, принявших участие в реакции.
Вычисляя массу раствора после окончания реакции, учитывайте, что в суммарный итог не входит масса пластинки и любых осадков, а также масса выделившихся газов.
Изменение массы пластинки (т. е. растворение одного металла и выделение другого) вызывает изменение массы раствора, причем возрастание массы пластинки уменьшает массу раствора, а уменьшение массы пластинки соответствует увеличению массы раствора.
Равенство массовых долей веществ в растворе одновременно означает и равенство масс этих веществ, т. к. они находятся в одном и том же по массе растворе.
Помните и своевременно используйте важнейшие расчетные формулы:

n = m/M, n = V/V_M,
= m_в-ва/m_р-ра, m = •V.

Старайтесь размышлять, оценивайте физический, химический и здравый смысл происходящих в задаче явлений.

Практическая значимость предложенной работы, на наш взгляд, заключается в том, что она может быть использована учащимися и учителями при отработке умений решать задачи разных видов и при подготовке к выпускным и вступительным экзаменам по химии. Кто-то, может быть, захочет попробовать свои силы в самостоятельном составлении задач.
Хотя в каждом отдельно взятом задачнике число такого рода задач колеблется от 1–2 до 10, мы сумели собрать вместе около 200 задач, используя почти 60 разных источников. Эту работу авторам помогали выполнить члены нашей секции «Юный химик» РХО им. Д.И.Менделеева, которые активно отбирали и проверяли материал для данного сборника: Татьяна Павлова, Наталья Звездина, Юрий Бычков и Максим Гаврилов (все они в 2001 году стали студентами).
Всем, приславшим свои пожелания, мы будем признательны. Авторы благодарят за понимание и благосклонное сочувствие нашей работе В.В.Еремина, М.Д.Решетову и С.С.Чуранова.

С.В.ТЕЛЕШОВ,
учитель химии,
И.КУТУМОВ
(г. Нефтеюганск)