Занимательные задачи по химии

Вещество содержит примеси

См. также № 20/2006

Задача 1. Сколько граммов глицерина попало в организм серому коту Матросу, если он слизал из блюдца 80 г мороженого с жирностью 15%?

Реакция распада жира в организме идет согласно уравнению:

Дано:

m(мороженого) = 80 г,

(жира) = 15%.

Найти:

m (глицерина).

Решение

m(жира) = 80•15(%)/100(%) = 12 г;

12/302 = х/92, х = 3,7 г С₃Н₈О₃.

Ответ. m(глицерина) = 3,7 г – столько глицерина попало в организм коту Матросу.

Задача 2. Сколько граммов меда, в котором было 45% глюкозы, съел медведь Топтыгин, если клетки его организма получили 200 г воды?

Реакцию превращения глюкозы в организме можно представить так:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ 6СО₂ + 6Н₂О.

Дано:

(глюкозы) = 45%,

m(H₂O) = 200 г.

Найти:

m(меда).

Решение

х/180 = 200/108, х = 333,3 г С₆Н₁₂О₆;

333,3 г – 45%,

m (меда) г – 100%;

m(меда) = 333,3•100(%)/45(%) = 740,7 г.

Ответ. m(меда) = 740,7 г – cтолько меда съел медведь Топтыгин.

Задача 3. Какой объем (н.у.) углекислого газа заполнит помещение кухни, если Петя в отсутствие родителей решил прокалить на газе 700 г толченого мела, в котором 2% примесей? (Так он решил проверить правдивость утверждения своего учителя химии о необходимости постоянного проветривания помещения, где проводится такой опыт.) Что произойдет, если Петя не откроет форточку?

Дано:

m(мела) = 700 г,

(примесей) = 2%.

Найти:

V(CO₂).

Решение

Из условия следует, что содержание СаСО₃ в меле 98%.

m(СаСО₃) = 700•98(%)/100(%) = 686 г;

686/100 = х/22,4, х = 153,7 л СО₂.

Ответ. V(CO₂) = 153,7 л – такой объем СО₂ скопится на кухне. Если Петя не откроет форточку, то он может задохнуться.

Задача 4. Сколько граммов глюкозы усвоило пушистое, серое, усатое создание, стащив со стола 50 г шоколада, где сахара было 20%?

В органах пищеварения сахар разлагается на глюкозу и фруктозу согласно уравнению:

Дано:

m(шоколада) = 50 г,

(сахара) = 20%.

Найти:

m(глюкозы).

Решение

m(сахара) = 50•20(%)/100(%) = 10 г;

10/342 = х/180, х = 5,26 г глюкозы.

Ответ. m(глюкозы) = 5,26 г – столько глюкозы усвоил кот.

Задача 5. Выскочив из воды, Алена помчалась во всю прыть в палатку пить горячий чай со сгущенкой. Приоткрыв сетку у входа, девочка увидела, как любимый щенок Букет чмокал и фыркал, вылизывая сгущенку из банки, надетой на нос.

Подошедший папа пообещал открыть еще одну банку и умыть шалуна, если дочь решит задачу такого содержания: сколько граммов сгущенки попало в рот щенку, если его организм получил 90 г глюкозы? (Сгущеное молоко состоит из 46,5% разных веществ («примеси») и сахара.)

Сахар в организме щенка превратился в глюкозу и фруктозу согласно уравнению:

Дано:

m(глюкозы) = 90 г,

(примесей) = 46,5%.

Найти:

m(сгущенки).

Решение

Содержание «примесей» – 46,5%, сахара – 53,5%.

х/342 = 90/180, х = 342•90/180 = 171 г сахара;

171 г – 53,5%,

m г – 100%;

m(сгущенки) = 171•100(%)/53,5(%) = 319,6 г.

Ответ. m(сгущенки) = 319,6 г – столько сгущенки съел щенок.

Задача 6. Сколько граммов сгущенки съел щенок во второй раз, если в организм ему попало
20 г масляной кислоты, получившейся из сливочного масла, доля которого в сгущенке составляет 8,5%?

Уравнение превращения сливочного масла в организме щенка:

Дано:

(жира) = 8,5%,

m(C₄H₈O₂) = 20 г.

Найти:

m(сгущенки).

Решение

х/302 = 20/264, х = 22,88 г жира;

22,88 г – 8,5%,

m г – 100%;

m(сгущенки) = 22,88•100(%)/8,5(%) = 269,16 г.

Ответ. m(сгущенки) = 269,16 г – столько сгущенки съел щенок во второй раз.

Задача 7. Сколько литров (н.у.) аммиака улетучится через вентиляцию кладовой комнаты у нерадивого хозяина, хранящего на мешке с 10 кг сульфата аммония, где 4% примесей, мешок с 2 кг извести Са(ОН)₂, где 2% примесей, если на момент весенней посадки растений извести осталось 200 г? Сколько килограммов сульфата аммония не получит огород хозяина?

Дано:

m₁((NH₄)₂SO₄) = 10 кг,

m₁(Са(ОН)₂) = 2 кг,

(примесей в (NH₄)₂SO₄) = 4%,

(примесей в Са(ОН)₂) = 2%,

m₂(Са(ОН)₂) = 0,2 кг.

Найти:

V(NH₃),

m₂(NH₄)₂SO₄.

Решение

m(100%-го (NH₄)₂SO₄) = 10•96(%)/100(%) = 9,6 кг.

Прореагировало 100%-го Са(ОН)₂:

(2 – 0,2)•98(%)/100(%) = 1,76 кг.

Условие задачи наводит на мысль, что Ca(OH)₂ в избытке. Проверим это, приняв массу необходимого Са(ОН)₂ за y кг:

9,6/132 = y/74, y = 5,38 кг.

Как видно из расчетов, гидроксид кальция – в недостатке, хотя не весь прореагировал (200 г осталось). Значит, удобрение для огорода осталось в каком-то количестве.

Найдем массу прореагировавшего сульфата аммония:

m₂((NH₄)₂SO₄)/132 = 1,76/74,

m₂((NH₄)₂SO₄) = 3,14 кг.

Этого количества удобрения огород не получит (получит 9,6 – 3,14 = 6,46 кг).

Найдем объем улетучившегося аммиака:

1,76/74 = х/44,8, х = 1,07 м³ NH₃.

Ответ. V(NH₃) = 1,07 м³ – столько NH₃ улетучится; m₂((NH₄)₂SO₄) = 3,14 кг – столько сульфата аммония не получит огород.

Задача 8. На практической работе класс получал кислород из марганцовки. Внезапно у Никиты лопнула пробирка, и 2 г марганцовки высыпалось в пламя горелки с сухим горючим. Эффект был ошеломляющим.

Определите объем (н.у.) кислорода, позволивший пламени вырасти до потолка и лишить Никиту возможности дальнейшего выполнения практических работ из-за нарушения правил техники безопасности (что категорически запрещено), если в марганцовке было 0,02 г примесей.

m(KMnO₄) = 2 г,

m(примесей) = 0,02 г.

Найти:

V(O₂).

Решение

1,98/316 = х/22,4, х = 0,14 л О₂.

Ответ. V(O₂) = 0,14 л – такой объем кислорода оказался для Никиты роковым.

Задача 9. Какой объем (н.у.) углекислого газа займет поры бисквитного торта, если для его приготовления Станислав взял 2 г питьевой соды с содержанием примесей 0,1% и обработал уксусной кислотой?

Количеством углекислого газа, попавшего в воздух, пренебречь при протекании реакции по уравнению:

m(NaHCO₃) = 2 г,

(примесей) = 0,1 %.

Найти:

V(СO₂).

Решение

m(NaHCO₃)(чист.) = 2•99,9(%)/100(%) = 1,998 г;

1,998/84 = х/22,4, х = 0,53 л СО₂.

Ответ. V(СO₂) = 0,53 л – такой объем углекислого газа заполнит поры бисквитного торта.

Задача 10. Какой объем (н.у.) углекислого газа поглотят стены только что выбеленной квартиры, если на побелку затрачено ведро известкового молока?

Для его приготовления к 4 кг негашеной извести (кипелки) прилили 5 л (кг) воды, процедили, отбросили 100 г мелких камешков, затем добавили еще 6 л воды и хорошо все перемешали. Полученной массой выбелили стены.

Дано:

m(СаО) = 4 кг,

m(Н₂О) = 5 кг,

m(примесей) = 0,1 кг.

Найти:

V(СО₂).

Решение

m(100%-го СаО) = 4 – 0,1 = 3,9 кг.

Найдем необходимую массу Н₂О:

3,9/56 = х/18, х = 1,25 кг H₂O.

y = 3,9 + 1,25 = 5,15 кг Ca(OH)₂;

5,15/74 = z/22,4, z = 1,56 м³ СО₂.

Ответ. V(СО₂) = 1,56 м³ – такой объем углекислого газа поглотят выбеленные стены помещения.

Задача 11. Побывав на Урале у деда – малахитовых дел мастера, Никита привез красивый зелено-голубой порошок (малахитовую пыль). На занятиях в кружке по химии все решили попробовать получить из него оксид меди. В процессе нагревания мальчик случайно чихнул, и из выпарной чашки вылетела половина содержимого. Однако черный порошок оксида меди Никита все же получил в количестве 2 г.

Какую массу малахита (СuOH)₂CO₃ взял Никита изначально, если в нем содержится 5% примесей?

Дано:

m(СuO) = 2 г,

(примесей) = 5%.

Найти:

m(малахита).

Решение

х/222 = 2/160, х = 2,8 г 100%-го (СuOH)₂CO₃;

m(малахита) = 2,8•100(%)/95(%) = 2,9 г.

Поскольку Никита половину малахита высыпал, то результат нужно увеличить в два раза.

Изначальная масса малахита: 2,9•2 = 5,8 г.

Ответ. 5,8 г малахита взял изначально Никита.

Задача 12. Какой объем (н.у.) углекислого газа попадет в вытяжной шкаф, если при прокаливании 20 г малахита Никита наденет противопыльную маску? Примесей в малахите содержится 5%.

Дано:

m(малахита) = 20 г,

(примесей) = 5%.

V(CO₂).

Решение

m(100%-го (СuOH)₂CO₃) = 20•95(%)/100(%) = 19 г;

19/222 = х/22,4, х = 1,9 л CO₂.

Ответ. V(CO₂) =1,9 л – такой объем углекислого газа попадет в вытяжной шкаф, а надетая маска на химический процесс не повлияет.

Задача 13. Какую массу 96%-го этилового спирта С₂Н₅ОН подвергнет Алексей сжиганию в спиртовке при получении кислорода из марганцовки, если в течение опыта спиртовка выделяет
800 мл (н.у.) углекислого газа? А сколько граммов спирта раздаст учитель в классе 27 ученикам, которые проведут такой опыт?

Дано:

(С₂Н₅ОН) = 96%,

V(СO₂) = 0,8 л,

N = 27 человек.

m(С₂Н₅ОН).

Решение

m(96%-го С₂Н₅ОН) = 0,8•100(%)/96(%) = 0,83 г.

На этот опыт 27 учеников израсходуют спирта: 27•0,83 = 22,5 г.

Ответ. Алексей сожжет 0,83 г, а учитель раздаст в классе для проведения опыта 22,5 г 96%-го этилового спирта.

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