7. Расчетные задачи высокого уровня сложности
7.1. Задания с4
7.1.1. Общие представления
Задание С4 представляет собой расчетную комбинированную задачу. При выполнении этого задания учащимся требуется самостоятельно составить алгоритм решения.
В процессе решения задач С4 необходимо составить одно или несколько уравнений реакций, сделать вывод об избытке одного из реагентов, рассчитать массовую долю вещества в растворе с учетом выделяющегося из раствора газа или осадка и т.д. Каждый из этих элементов развернутого ответа оценивается 1 баллом. Всего за решение задачи С4 можно получить 4 балла.
При решении химических задач рекомендовано использовать следующие обозначения величин:
n(X) – количество вещества X;
m(X) – масса вещества X;
M(X) – молярная масса вещества X;
М(Э) – молярная масса химического элемента Э;
V(X) – объем газа X;
Vр-ра(X) – объем раствора вещества X;
Vm – молярный объем газа; Vm = 22,4 л/моль при нормальных условиях;
w(X) – массовая доля вещества Х;
w(Э) – массовая доля химического элемента в соединении;
mр-ра(X) – масса раствора вещества Х;
φ(X) – объемная доля вещества X;
ρ – плотность.
DА(В) – относительная плотность газа В по газу А.
Решение расчетных химических задач требует обязательного усвоения следующих расчетных формул:
n(X)
=
;
m(X)= n(X) ∙ M(X);
;
V(газа) = n(газа) ∙ Vm = n(газа) ∙ 22,4;
w(X)
=
;
m(X) = w(X) ∙ m(р-ра);
;
φ(Х) =
;
ρ =
.
Для успешного решения расчетных задач любого типа и любого уровня сложности учащиеся должны довести знание этих формул и умение применять их на практике до автоматизма! Только в этом случае они смогут успешно справиться с решением расчетных задач, уложившись в отведенный лимит времени.
При решении расчетных задач школьники часто допускают следующие типичные ошибки:
- не делают различия между массой раствора и массой растворенного вещества;
- при нахождении количества газообразного вещества делят его массу на молярный объем или, наоборот, делят объем газообразного вещества на его молярную массу;
- забывают расставить коэффициенты в уравнениях реакций;
- не находят, какое вещество в избытке (эта ошибка может быть связана также с отсутствием навыка решения задач на избыток - недостаток);
- при расчетах неправильно преобразовывают математические формулы, не задумываясь при этом об абсурдности полученного ответа (например, производят умножение, а не деление массы растворенного вещества на его массовую долю при нахождении массы раствора).
Большинство расчетных задач, в особенности, высокого уровня сложности лучше решать в молях, так как этот способ является более рациональным. Однако сам способ решения и его рациональность при оценивании заданий высокого уровня сложности не учитываются. Главное – ученик должен продемонстрировать логику предложенного им способа решения и в соответствии с ним выполнить правильные вычисления, которые приведут его к верному ответу.
Важно также правильно округлять результаты полученных вычислений, а именно: при округлении следует оставлять не менее двух – трех значащих цифр, (лучше – трех!). Например, найдем количество вещества гидроксида калия массой 0,3 г:
n(KOH) = 0,3/56 = 0,0053571428.
Значащие цифры начинаются после отбрасывания всех нулей, стоящих слева в десятичной записи числа (в данном случае – это 53571428). Таким образом, правильное округление даст 0,00536. Округление числа 0,0053571428 до 0,005 является очень грубым, может привести к огромной ошибке и сильно исказить результат.
Однако, если в ответе содержится ошибка в вычислениях в одном из элементов, которая привела к неверному ответу, оценка за выполнение задания снижается только на 1 балл.