Занимательные задачи по химии

Массовая доля вещества

Химия – наука точная и конкретная. Многие дети это не сразу понимают и принимают. Поэтому неплохо было бы вносить в точные дисциплины элементы гуманизации. Ведь не все станут химиками. Это каждый из нас понимает. А вот выпустить из школы человека с определенными ценностями, для которого не чужда доброта, было бы достоинством каждой школы. Чем с большим количеством ценностей личности человек встречается в жизни, тем больше он их перенимает.

В химии есть много мест, где можно обратить взор ученика на человеческие качества личности, моменты добра и юмора, человечности. Одним из них являются задачи. С их помощью можно наглядно показать, где и как применяются знания предмета, невзначай обратить внимание на моменты нашей жизни, которые часто остаются без внимания. Г.Остер давно подметил это, и мы имеем возможность пользоваться его задачами по физике и математике. Такие задачи учат сосредоточиваться на необходимом, принимать к сведению побочные и поучительные факты.

Мною была сделана попытка составить несколько подобных задач по химии на тему «Массовая доля вещества». Пусть условия задач несколько пространны, но они вносят в урок некоторую разрядку, снимают строгость и скупость условий, которыми отличаются задачники, да и урок становится более раскованным, поскольку учащиеся ведут себя более непосредственно.

Условия задач

Задача 1. Определите массу раствора фосфорной кислоты, пролитую на себя неаккуратным лаборантом, если кислоты в растворе было 4 г, а ее массовая доля составляла 0,001.

Задача 2. Миша с пеленок был заядлым экспериментатором. Однажды он решил получить кристаллы йода из 5%-го спиртового раствора йода путем выпаривания спирта. В выпарную чашку он вылил из флакончика 25 г раствора и начал процесс выпаривания.

Объясните, почему в конце работы у Миши округлились глаза и было недоумевающее лицо. Сколько граммов йода мог бы получить Миша теоретически?

Задача 3. Познакомившись на уроках химии со способами выражения концентрации растворов, Оля для себя решила, что станет фармацевтом. Для домашней аптечки 3%-й раствор перекиси водорода она взялась приготовить сама. Сполоснув флакончик из-под спирта дистиллированной водой и бросив в него четыре таблетки гидроперита (каждая по 0,75 г), она отмерила 97 мл все той же воды, влила во флакон и плотно закрутила крышечку.

Как вы полагаете, получилось ли у Оли медицинское средство?

Задача 4. Ученик выполняет контрольное задание. Ему нужно приготовить 100 г раствора поваренной соли с ее массовой долей 7%. Он взвешивает 7 г соли, отмеряет 100 г воды и помещает все это в стаканчик. Размешивает палочкой и видит колючие глаза учителя с поджатыми губами. Ученик сразу все понял.

Что понял ученик?

Задача 5. Алена уже целый год воспитывает полосатого кота Матроса. Матрос неравнодушен к запаху одеколона «Гвоздика», который девочка использует для отпугивания комаров. Оставшись дома один, он пролежал клубочком до обеда на диване, затем потянулся, выгнулся дугой и важно зашагал к трюмо, потерся усами о крышечку флакона и слегка ударил лапой по стеклу. Покатав с грохотом флакон по полу, кот принялся грызть крышку. От первых капель жидкости Матрос громко чихнул, затем принюхался и начал подлизывать.

Войдя в дом, Алена устремилась в зал. Во флаконе еще оставалось 20 г содержимого (это половина того, что было), а кот лежал на полу, как большая белая плюшка, растопырив лапы и продолжая лизать пол.

Сколько граммов спирта слизал кот с пола, если его доля в одеколоне – 96% (испарением пренебречь)?

Задача 6. Со шкафа техничка уронила сосуд, где содержалось 700 г раствора гидроксида натрия с массовой долей NaОН 10%.

Cколько граммов воды и щелочи взял лаборант для приготовления нового такого же раствора?

Задача 7. У Виталия пониженная кислотность желудка. Врач порекомендовал ему запивать принимаемую пищу 3%-м раствором соляной кислоты. В день Виталий выпивает 10 г такого раствора. Чтобы не ходить часто в аптеку, Виталий предложил маме купить средство сразу на весь год. Мама посмотрела на сына и предложила ему сначала подумать, а затем самому воплотить в жизнь это решение.

Почему мама так себя повела? Найдите массу выпитой Виталием кислоты за год.

Задача 8. Завхоз школы обратился за помощью в химический кружок школы. Выдав кружковцам 500 г 25%-го раствора технического аммиака (нашатырный спирт), он поставил перед ними задачу: обеспечить каждый из 30 кабинетов школы флакончиком для аптечки, где содержалось бы 20 г раствора аммиака с его массовой долей 10%.

Справятся ли с поставленной задачей кружковцы?

Задача 9. В лаборатории был разбит градусник, и ртутъ раскатилась по полу. Ее собрали в сосуд, который закупорили. Учитель химии дал строгое распоряжение лаборанту провести демеркуризацию помещения подкисленным соляной кислотой раствором марганцовки с массовой долей перманганата калия 10%.

Предложите быстрый грубый способ приготовления раствора в 12-литровом ведре. А как приготовить раствор точно?

Задача 10. Студент химического факультета в очередной раз после стирки любовно разглаживал свой халат. Дойдя до рукавов, он решил бросить эту затею и купить новый, ибо этот остался без отпавшего рукава. Причина этого была в попадании на ткань всего лишь 100 г раствора соляной кислоты с массовой долой НСl, равной 5%. Оставшиеся 400 г раствора находились в колбе.

Сколько граммов хлороводорода осталось в колбе?

Задача 11. Подоив корову, хозяйка налила в горшок 2 л молока с жирностью 4,6%. Выспавшийся за целый день толстый пушистый кот прыгнул на стол и слизал 200 г отстоявшихся сливок с жирностью 15%.

Подсчитайте, много ли жира осталось в горшке? Сколько граммов жира съел кот? Плотность молока принять за 1 г/см³.

Задача 12. Определите массовую долю сахара в сгущенном молоке, которое вылизал из банки пудель Татоша, пока его хозяева купались в реке. Татоше показалось, что во всей 400-граммовой массе молока сахара было 180 г.

Задача 13. Юлина мама взвешивала сахар для вишневого варенья. Она попросила папу подать полиэтиленовый пакет с верхней полки, где был сахар. Пробегающая мимо Юля с ножницами в руках случайно проткнула пакет, он разорвался, и весь килограмм сахара оказался на полу. Рассерженная мама заставила папу и Юлю убрать сахар с пола и высыпать в мусорное ведро. Папа решил восстановить справедливость. Он сказал, что все сделает сам и отпустит девочку играть, если она предложит способ очистки рассыпанного сахара и определит его массовую долю в водном растворе 15-литрового ведра, где воды было 12 л.

Поставьте себя на место Юли и дайте ответы на все вопросы.

Задача 14. Четыре подряд съеденных мороженых обернулись для Насти температурой и ангиной. Врач назначил ей почаще полоскать горло 2%-м раствором фурацилина.

Сколько 250-граммовых стаканов этого средства попало в канализацию, если было израсходовано восемь стандартов фурацилина по 10 таблеток каждый? Каждая пилюля весит по 0,5 г.

Задача 15. Определите массу воды, идущую на промывание желудка при отравлении щелочами, если при этом необходимо выпить пять стаканов теплой воды и вызвать рвоту, затем столько же стаканов раствора уксусной кислоты с массовой долей ее 2%. После чего сделать еще два промывания чистой теплой водой по пять стаканов каждое. Стакан вмещает 250 г жидкости. Какой вывод вы сделаете для себя?

Задача 16. Чтобы продемонстрировать детям, пришедшим на экскурсию в аптеку, важность знаний по химии, директор показала на женщину, работающую со склянками, и сказала, что здесь готовится 5%-й спиртовой раствор борной кислоты, и тут же дала школьникам задачку на 5 мин. Решите и вы ее.

Определите долю воды в 5%-м спиртовом растворе борной кислоты, если использован 96%-й раствор спирта.

Задача 17. Уходя на работу, мама поручила Ксюше постирать тюль и свести пятно от ржавчины лимонной кислотой. Покопавшись в книге «Домоводство», Ксюша поняла, что нужно приготовить 10%-й раствор кислоты и погрузить туда на 30 мин ткань с ржавым пятном размером с ее ладошку.

Будь вы Ксюшей, сколько взяли бы воды и кислоты для приготовления раствора? В какой емкости выводили бы пятно?

Задача 18. Плохо, когда родители медики. Они часто замечают то, что другие упустили бы из вида. Когда Никита вошел в квартиру со двора, его мама мельком глянула на грязные, обветрившиеся руки сына и удалилась в свою комнату. По запаху Никита понял, что для него мама готовит «гремучую смесь» из глицерина и 10%-го раствора нашатырного спирта в весовом соотношении 1:1.

Определите массу аммиака, выпущенного в воздух мальчиком, если морщить нос и пускать слезы при смазке рук ему пришлось два раза. Первый раз мама налила на руки 7 г смеси, а второй – 5 г. Третьего раза не понадобилось, т.к. цыпки исчезли.

Задача 19. Открыв дверь в квартиру, вернувшаяся из гостей семья ощутила «запах больницы». Первым провел расследование глава семьи – отец. На полу он обнаружил осколки флакона от 5%-го спиртового раствора йода, где его до этого было 8 г, а из-под шкафа мерцали две пары шкодливых глаз (кота и щенка). Отец все решил миром, объявив, что состоялась игра в футбол со счетом 1:1.

Определите, сколько граммов йода и спирта создали «запах больницы»?

Ответы

1. Пользуясь формулой = mв-ва/mр-ра определяем массу раствора фосфорной кислоты. Она равна 4000 г (4 кг).

2. В выпарной чашке ничего не осталось. Йод испарился, как и спирт. Испарение твердых веществ, минуя жидкую фазу, называют возгонкой. Теоретически можно было бы получить 1,25 г йода.

3. Оля все сделала правильно: 3%-й раствор перекиси водорода получился.

4. Ученик понял, что сделал работу неправильно: нужно было к 7 г NaCl добавить 93 г Н₂О.

5. Кот слизал 19,2 г 100%-го спирта.

6. Лаборанту пришлось смешать 70 г NaOH и 630 г Н₂О.

7. Мама – не грузовик. Она не может сразу принести 36,5 кг раствора кислоты. За год мальчик выпьет 1,095 кг 100%-й кислоты.

8. Да, справятся. На каждый кабинет получится даже по 40 г нашатырного спирта и еще останется 50 г (для завхоза лично или для медпункта). Вообще получится 1250 г 10%-го раствора аммиака.

9. Быстро готовят так: в ведро наливают 10 л воды и растворяют в нем литровую банку марганцовки, доливают примерно столовую ложку соляной кислоты. Точно готовят так: к 9 кг воды добавляют 1 кг марганцовки, получают 10 кг 10%-го раствора. Далее его подкисляют.

10. 20 г хлороводорода осталось в колбе.

11. Кот съел 30 г жира из 92 г. Осталось 62 г, что составит жирность, равную 3,4%.

12. Доля сахара была 0,45, или 45%.

13. Доля сахара – 7,69%. Очистить можно следующим образом: 1) растворить в воде и отфильтровать; 2) отфильтрованный раствор выпарить до патоки, которую и использовать для варки варенья, компотов, киселей.

14. В канализацию попадет 2000 г, т.е. 8 стаканов 2%-го раствора фурацилина.

15. На промывание желудка пойдет 4975 г воды.

16. Доля воды составляет 3,8% (каждые 100 г раствора содержат 3,8 г воды).

17. Отбеливать нужно в пластмассовой, керамической, стеклянной или эмалированной посуде.
300 г раствора достаточно. Нужно отмерить 270 г воды и 30 г кислоты. (Практически это полный до краев стакан воды, смешанный со столовой ложкой лимонной кислоты, набранной с горкой.)

18. После смешивания с глицерином содержание аммиака в растворе стало 5%. Из использованных 12 г смеси улетело 0,6 г аммиака.

19. 0,4 г йода и 7,6 г 96%-го раствора спирта создали специфический запах в квартире.

Н.Г.Пахомова,
учитель химии средней школы № 11
(г. Рубцовск, Алтайский край)