Из опыта подготовки обучающихся к сдаче ЕГЭ по химии учителя МБОУ «СОШ №50» г. Новокузнецка: разбор заданий №33

Из опыта подготовки обучающихся к сдаче ЕГЭ по химии учителя МБОУ «СОШ №50» г. Новокузнецка: разбор заданий №33
В 2016 – 2017 учебном году участникам ЕГЭ по химии придётся сдавать «обновлённый» экзамен.
На основании методических рекомендаций для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок при сдаче ЕГЭ 2016 года, размещённые на сайте www.fipi.ru, задания №39 из части 2 (в КИМ 2017 года – задание №33) вызывают у учащихся наибольшую трудность.
Средний процент выполнения данного задания у абитуриентов по всей России в 2015 году составил 12.75%, а в 2016 году составил 12,5% соответственно. Почему такой низкий показатель? Что представляет из себя это задание? Какие проверяемые элементы содержания в него входят?
Задание №33 – это задание с развёрнутым ответом «стоимостью» в 4 балла, которое предусматривает осуществление следующих действий:
- составление (согласно условию задания) уравнений химических реакций необходимых для проведения стехиометрических расчётов;
- расчёт количества вещества реагентов и продуктов реакций;
- определение (при необходимости) избытка какого-либо из заданных веществ;
- расчёт массовой доли вещества в полученном растворе с учётом выделяющегося из раствора газа или осадка.
Таким образом, задания подобного типа представляют собой комплекс разных типов задач.
Немаловажным фактором при проверке таких заданий имеет логически правильное выстроенное решение. Ведь задание №33 относится к заданиям части 2 и в КИМ помечено как задание высокого уровня сложности.
Дифференциация абитуриентов по уровню подготовленности к сдаче экзамена проверяется как раз за счёт заданий такого типа. Абитуриент во время экзамена должен показать свои глубокие и системные знания в области химии, чтобы набрать как можно больше количество баллов.
Решение подобных задач предусматривает проведение системного анализа условия задания, глубокое понимание химической сущности процессов, о которых шла речь в условии заданий, сформированность умения выстроить алгоритм проведения вычислений на основе выявления взаимосвязи различных физических величин.
К сожалению, не у каждого выпускника все вышеперечисленное сформировано в полной мере. Отсюда такой низкий процент выполнения.
Прежде чем приступать к решению заданий №33, рекомендую отработать навыки решения на простых однотипных задачах. Например, порешать 10 задач на «избыток» и «недостаток».
Ниже предлагаю подборку и решение заданий №33 из сборника Медведева Ю.Н. «ЕГЭ 2017. Химия. Типовые тестовые задания» (издательство «Экзамен»).
Задача 1. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в растворе, полученном смешением 200 мл 15%-ного раствора серной кислоты плотностью 1,2 г/мл и 150 мл 10%-ного раствора нитрата бария плотностью 1,04 г/мл.
Дано:
ω2 (Н2SO4)-?
Vр-ра (Н2SO4)=200 мл
ω1(Н2SO4)=15%=015
ρр-ра(Н2SO4)=1,2 г/мл
Vр-ра(Ba(NO3)2)=150 мл
ω(Ba(NO3)2)=10%=0,1
ρр-ра(Ba(NO3)2)=1,04 г/мл
Решение:
H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + 2HNO3
1 моль 1 моль 1 моль 2 моль
1. Найдём массу раствора нитрата бария:
mр-ра(Ba(NO3)2)=1,04•150=156 г
2. Найдём чистую массу нитрата бария:
m(Ba(NO3)2)=0,1•156= 15,6 г
3. Найдём количество нитрата бария:
ν(Ba(NO3)2)=15,6/261 = 0,06 моль
4. Найдём массу раствора серной кислоты:
mр-ра(H2SO4)=1,2•200=240 г
5. Найдём массу чистой серной кислоты:
m(H2SO4)=240•0,15=36 г
6. Найдём количество серной кислоты:
ν(H2SO4)= 36/98=0,37 моль
7. Найдём количество сульфата бария:
Как видно из уравнения реакции количество серной кислоты будет в избытке; мы решаем по недостатку (по нитрату бария):
ν(BaSO4)=ν(Ba(NO3)2)=> ν(BaSO4)=0,06 моль
8. Найдём массу нерастворимого соединения – сульфата бария:
m (BaSO4) = 0,06•233= 13,98 г
9. Сколько количество серной кислоты потребуется на реакцию с нитратом бария:
ν(H2SO4)=ν(Ba(NO3)2)=>ν(H2SO4)=0,06 моль
10. Сколько количество серной кислоты останется непрореагировавшей:
νнепрор(H2SO4)=0,37 моль- 0,06 моль = 0,31 моль
11. Вычислим массу этого количества серной кислоты:
m(H2SO4)=0,31•98=30,38 г
12. Найдём массу всего раствора:
mр-ра = mр-ра (Ba(NO3)2)+mр-ра(H2SO4)-m(BaSO4);
mр-ра=156 г+240 г-13,98 г = 382,02 г
13. Найдём массовую долю серной кислоты:
ω(H2SO4)=30,38 г/382,02 г•100% = 7,95%
Ответ: ω(H2SO4)= 7,95%
Задача 2. Смешали 200 г 10%-ного раствора хлорида меди (II) и 200 г 5%-ного раствора сульфида калия. Определите массовую долю хлорида калия в растворе.
Дано:
mр-ра (CuCl2)= 200 г
ω(CuCl2)=10%=0,1
mр-ра(K2S)=200г
ω(K2S)=5%=0,05
ω(KCl)-?
Решение:
CuCl2 + K2S= CuS↓+2KCl1 моль 1 моль 1 моль 2 моль
1. Найдём массу хлорида меди (II):
m(CuCl2)=0,1•200=20г
2. Найдём количество хлорида меди (II):
ν(CuCl2)=20/135=0,15 моль
3. Найдём массу сульфида калия:
m(K2S)= 200•0,05=10г
4. Найдём количество сульфида калия:
ν(K2S) = 10/110=0,09 моль
5. Вычислим, какого вещества в избытке, а какого – в недостатке:
ν(CuCl2)1>ν(K2S)10,151>0,091Таким образом, хлорида меди – в избытке, решаем по недостатку (сульфиду калия).
6. Найдём количество хлорида калия:
ν(KCl)=2ν(K2S)=0,18 моль
7. Найдём массу хлорида калия:
m(KCl)=74,5•0,18= 13,41 моль
8. Найдём количество и массу, выпавшего из раствора, осадка. Его ищем тоже по количеству хлорида калия:
ν(CuS)=ν(K2S)=0,09 моль
m(CuS)=96•0,09 =8,64 г
9. Найдём массу всего раствора:
mр-ра = 200+200-8,64=391,31 г
10. Найдём массовую долю хлорида калия
ω=13,41391,31•100%=3,43%Ответ: ω(KCl)=3,43%
Задача 3. Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном при растворении в 500 г 10%-ного раствора KOH всего оксида азота (IV), который выделится при нагревании 33,1 г нитрата свинца (II).
Дано:
ω (KOH)= 10%=0,1
mр-ра (KOH)=500 г
m(Pb(NO3)2)=33,1 г

ω(KNO3)-? Решение:
2Pb(NO3)2=2PbO+4NO2+O2↑
2 моль 4 моль
1. Найдём количество нитрата свинца (II):
ν(Pb(NO3)2)=mM=33,1331=0,1 моль2. Найдём количество оксида азота (IV):
ν(NO2)=2ν(Pb(NO3)2)=> ν(NO2)=2•0,1=0,2 моль
2NO2+2KOH=KNO2+KNO3+H2O
2 моль 2 моль 1 моль
3. Найдём массу гидроксида калия:
m(KOH)=ω • mр-ра = 0,1•500 г = 50 г
4. Найдём количество гидроксида калия:
ν (KOH) = mM=5056=0,89 моль5. Вычислим, какого вещества в избытке, а какого – в недостатке:
ν(NO2)2<ν(KOH)20,22<0,892Таким образом, KOH – в избытке, решаем по недостатку (NO2)
6. Найдём количество нитрата калия:
ν(KNO3)= ν(NO2)2= 0,22=0,1 моль7. Найдём массу нитрата калия:
m(KNO3)=0,1•101= 10,1 г
8. Найдём массу всего раствора:
mр-ра= mр-ра (KOH)+ m (NO2) = 500 г + 46 г = 546 г
9. Найдём массовую долю нитрата калия:
ω = 10,1546•100%=1,85%Ответ: ω(KNO3) = 1,85 %
Задача 4. Смесь железных и серебряных опилок обработали избытком разбавленной соляной кислоты, при этом выделилось 4,48 л (н.у.) водорода. Какой объём 20%-ной серной кислоты плотностью 1,14 г/мл понадобился бы для растворения всего железа, содержащегося в исходной смеси?
Дано:
V(H2)=4,48 л
ω(H2SO4)=20%=0,2
ρр-ра(H2SO4)=1,14 гмлVр-ра(H2SO4)-? Решение:
Ag + HCl≠нет реакции
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
1 моль 1 моль
1. Найдём количество железа в первой смеси:
а) найдём количество водорода:
ν(H2)=VVm=4,4822,4=0,2 мольб) ν(Fe)= ν(H2)=>ν(Fe)=0,2 моль
Fe+ H2SO4разб = FeSO4 + H2↑
1моль 1 моль
2. Найдём количество серной кислоты:
ν(H2SO4)=ν(Fe)=>ν(H2SO4)=0,2 моль
3. Найдём массу серной кислоты:
m(H2SO4)=ν•M=0,2 моль•98гмоль=19,6 г4. Найдём массу раствора серной кислоты:
mр-ра(H2SO4)=19,6г 0,2=98 г5. Найдём объём раствора серной кислоты:
Vр-ра=98 г1,14гмл=85,96 млОтвет: Vр-ра (H2SO4)= 85,96 мл
Задача 5. Смесь алюминиевых и железных опилок обработали избытком разбавленной соляной кислоты, при этом выделилось 8,96 л (н.у.) водорода. Если такую же массу смеси обработать избытком раствора гидроксида натрия, то выделится 6,72 л (н.у.) водорода. Рассчитайте массовую долю железа в исходной смеси.
Дано:
V1(H2)= 8,96 л
V2(H2)= 6,72 л

ω (Fe)-?
Решение:
а) Fe+ NaOH + H2O ≠
б) 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 моль 3 моль
1. Найдём количество водорода:
ν(H2)=VVm=6,72 л22,4лмоль=0,3 моль2. Найдём количество алюминия:
ν(Al)=23νH2=0,2 моль3. Найдём массу алюминия:
m(Al)=νM=0,2•27=5,4 г
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2 моль 3 моль
4. Найдём количество водорода:
ν(Н2)=32νAl=0,3 моль5. Сколько выделилось всего водорода (в молях):
ν(H2)=VVm=8,96л22,4лмоль=0,4 моль6. Вычислим, сколько водорода выделилось в реакции железа с соляной кислотой:
ν(H2)=0,4 моль- 0,3 моль = 0.1 моль
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
1 моль 1 моль
7. Найдём количество и массу железа:
ν(Fe)=ν(H2)=>ν(Fe)=0,1 моль
m(Fe) = 0,1 моль•56гмоль=5,6 г8. Найдём массовую долю железа в исходной смеси:
ω(Fe)= m(Fe)mFe+m(Al)•100% = 5,6 г5,6 г+5,4 г•100%=50,9%
Ответ: ω(Fe)=50,9%

Указания по оцениванию задания №33:
Ответ правильный и полный:
• в ответе правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
• правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;
• продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты;
• в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина Баллы:
4
Допущена ошибка только в одном из перечисленных выше элементов ответа 3
Допущены ошибки в двух из перечисленных выше элементах ответ 2
Допущены ошибки в трёх из перечисленных выше элементах ответа 1
Все элементы ответа записаны неверно 0
Максимальный балл 4
Примечание. В случае, когда в ответе содержится ошибка в вычислениях в одном из трёх элементов (втором, третьем или четвёртом), которая привела к неверному ответу, оценка за выполнение задания снижается только на 1 балл.
Список литературы и интернет-ресурсы:
1. Кочкаров, Ж.А. Химия в уравнениях реакций : учебное пособие / Ж.А. Кочкаров. – Ростов н/Д :Феникс, 2015. – 331 с.
2. Манкевич, Н.В. Неорганическая химия. Весь школьный курс в таблицах / сост. Н.В. Манкевич. – Минск : Букмастер : Кузьма, 2012. – 416 с.
3. Медведев, Ю.Н. ЕГЭ 2017. Химия. Типовые тестовые задания / Ю.Н. Медведев. – М. : Издательство «Экзамен», 2017. – 160 с.
4. http://www.fipi.ru5. https://chem-ege.sdamgia.ru