Задание 20 ОГЭ по химии: растворы и массовая доля
Чтобы решать задание № 20 по теме «Растворы. Массовая доля растворённого вещества», нужно различать массу вещества, массу воды и массу всего раствора. Здесь ты разберёшь формулы, последовательность расчётов и способы проверки ответа. Привязку темы к номеру задания в экзаменационном варианте сверяй с актуальными материалами ФИПИ.
Что нужно понимать о растворе перед расчётом
В задачах на массовую долю раствор состоит из растворителя и растворённого вещества. Если соль растворили в воде, соль — растворённое вещество, а вода — растворитель. Масса полученного раствора складывается из их масс. Например, при растворении 12 г соли в 108 г воды получится 120 г раствора, если при приготовлении ничего не потеряли.
Массовая доля показывает, какую часть массы раствора составляет растворённое вещество. Запись «раствор с массовой долей соли 10 процентов» означает, что в каждых 100 г такого раствора содержится 10 г соли. Остальные 90 г приходятся на воду. Это соотношение сохраняется для любой порции однородного раствора.
- Масса вещества — только масса растворённого компонента.
- Масса растворителя — масса воды, если в условии указан водный раствор.
- Масса раствора — общая масса вещества и растворителя.
- Процентная концентрация относится ко всему раствору, поэтому в знаменатель формулы ставят его массу.
Три формулы массовой доли, которые нужны для решения
Обозначим массовую долю буквой w. Основная формула: w = m(вещества) / m(раствора). В таком виде получается доля единицы: например, 0,08. Чтобы выразить её в процентах, умножь результат на 100: получится 8 процентов. Перед подстановкой проверь, что обе массы выражены в одинаковых единицах.
Из основной формулы можно выразить неизвестную массу. Если массовая доля записана десятичной дробью, то m(вещества) = w × m(раствора), а m(раствора) = m(вещества) / w. Например, для раствора с концентрацией 8 процентов в эти формулы нужно подставлять 0,08. Запись 8 вместо 0,08 увеличит результат в сто раз.
- Нужно найти массовую долю: раздели массу вещества на массу раствора.
- Нужно найти массу вещества: умножь массу раствора на долю единицы.
- Нужно найти массу раствора: раздели массу вещества на долю единицы.
- Нужно найти массу воды: вычти массу вещества из массы раствора.
Пример задания из банка «Ранга»
В следующем примере проверяется электролиз водных растворов солей — это отдельная тема, а не расчёт массовой доли. Он полезен для тренировки внимательного чтения условия и записи ответа в требуемом формате; разобранные выше формулы здесь не применяются.
Условие. В перечне солей — 1) KCl, 2) Na2SO4, 3) CuBr2, 4) KNO3, 5) NaI — найди те, при электролизе водных растворов которых на аноде выделяется кислород. Выпиши номера в порядке возрастания без пробелов.
Показать ответ и решение
- Способ: анионы-галогениды окисляются до свободного галогена, а кислородсодержащие анионы (SO4, NO3, PO4, CO3) и фторид не окисляются — на аноде окисляется вода и выделяется кислород.
- Первый шаг: выписать анион каждой соли перечня.
Ответ: 24
Как решать задание № 20 по шагам
Начинай с вопроса задачи. Подчеркни, что требуется найти: массу соли, массу воды, массу раствора или массовую долю. Затем подпиши каждое известное число. Фраза «к 150 г воды добавили соль» означает, что дана масса растворителя. Фраза «взяли 150 г раствора» означает, что дана общая масса смеси.
После расчёта вернись к формулировке ответа. Если требуется массовая доля в процентах, десятичную дробь нужно перевести в проценты. Если требуется масса в граммах, проверь единицы. Число десятичных знаков, правила округления и необходимость указывать единицы определяй по инструкции к конкретному заданию.
- Запиши искомую величину и все данные с обозначениями.
- Переведи массы в одинаковые единицы, а проценты — в долю единицы, если этого требует выбранная формула.
- Найди массу всего раствора, если даны отдельные массы воды и вещества.
- Вырази неизвестную величину, затем подставь числа.
- Проверь смысл результата и оформи ответ по условию.
Что происходит при добавлении воды и выпаривании
Если в раствор добавляют чистую воду, масса растворённого вещества сохраняется, а масса раствора увеличивается. Поэтому массовая доля уменьшается. Например, в 120 г раствора с концентрацией 10 процентов содержится 12 г соли. После добавления 80 г воды общая масса станет 200 г. Для новой массовой доли нужно разделить прежние 12 г соли на новую массу раствора.
При выпаривании воды масса раствора уменьшается. Если растворённое вещество нелетучее, не разлагается и остаётся в растворе, его масса сохраняется, поэтому массовая доля увеличивается. Сначала найди массу вещества в исходном растворе, затем вычти массу испарившейся воды из массы раствора. Полученные величины используй в основной формуле.
- Добавили воду: новая масса раствора равна исходной массе плюс масса добавленной воды.
- Испарили воду: новая масса раствора равна исходной массе минус масса испарившейся воды.
- Добавили вещество: увеличиваются и масса вещества, и общая масса раствора; проверь условие о полном растворении.
- Появились кристаллы или осадок: отдельно учитывай, сколько вещества осталось растворённым.
Как считать при смешивании двух растворов
Если смешивают два раствора одного вещества и между компонентами нет реакции, сначала найди массу растворённого вещества в каждой порции. Затем сложи эти массы. Масса полученного раствора равна сумме масс исходных растворов, если при смешивании нет потерь. Разделив общую массу вещества на общую массу раствора, ты получишь итоговую массовую долю.
Обычное среднее двух концентраций подходит только при равных массах порций. Если смешать 100 г раствора с концентрацией 10 процентов и 300 г раствора с концентрацией 20 процентов, более концентрированная порция сильнее повлияет на результат. Поэтому сначала считай массы вещества: 10 г в первой порции и 60 г во второй.
- Для каждого раствора отдельно вычисли m(вещества) = w × m(раствора).
- Сложи найденные массы вещества и отдельно сложи массы растворов.
- Найди отношение полученных сумм и при необходимости переведи его в проценты.
- Проверь: при смешивании таких растворов итоговая концентрация должна находиться между исходными значениями.
Типичные ошибки и быстрая проверка себя
Частая ошибка — разделить массу соли на массу воды. Так получается отношение вещества к растворителю, а нужна доля вещества во всём растворе. Другая ошибка возникает после изменения состава: ученик правильно находит массу соли, но продолжает использовать исходную массу раствора. Чтобы этого избежать, записывай рядом исходное и конечное состояния.
Проверять решение полезно двумя способами: по смыслу и обратным действием. Например, после разбавления концентрация должна снизиться. Если ты нашёл массу соли, раздели её на массу раствора: должна получиться исходная доля. Если нашёл массу воды, сложи её с массой соли и сравни с общей массой.
- Масса растворённого вещества не должна превышать массу раствора.
- Для раствора, содержащего вещество и воду, массовая доля вещества находится между нулём и единицей.
- После добавления чистой воды массовая доля вещества уменьшается.
- Промежуточные значения сохраняй без грубого округления; округляй итог по инструкции.
- Если результат выглядит странно, сначала проверь знаменатель, перевод процентов и единицы измерения.
Как тренироваться и сверять требования экзамена
Раздели тренировку на короткие серии: сначала приготовление раствора, затем разбавление, выпаривание и смешивание. После каждой ошибки записывай её причину одной фразой: «взял массу воды вместо массы раствора» или «не перевёл проценты в долю». Следующую задачу решай с вниманием к этому шагу. Так ты увидишь, какое действие ещё требует отработки.
В «Ранге» можно воспользоваться бесплатным тестом, чтобы проверить подготовку и выбрать темы для повторения. Для проверки экзаменационных требований открой сайт ФИПИ: раздел ОГЭ, материалы по химии, демоверсию, спецификацию и кодификатор текущего года. В демоверсии посмотри формулировку и образец ответа, в спецификации — проверяемые умения и оценивание, в кодификаторе — содержание темы.
- Перед серией задач повтори одну формулу и условия её применения.
- После решения объясни, почему выбрал именно эту массу раствора.
- Через несколько дней вернись к задачам, в которых ошибался.
- Дополнительные материалы для подготовки ищи в блоге, проверяя, к какому экзамену они относятся.
Частые вопросы
Почему массу соли делят на массу раствора, а не воды?
Массовая доля показывает часть вещества в общей массе смеси. Вода — только один из компонентов, поэтому её масса не подходит для знаменателя. Если даны массы воды и соли, сначала сложи их.
Когда нужно переводить проценты в десятичную дробь?
Переводи их, когда используешь формулы m(вещества) = w × m(раствора) или m(раствора) = m(вещества) / w. Например, 15 процентов соответствуют доле 0,15. Если находишь процентную концентрацию через отношение масс, умножь полученную долю на 100.
Можно ли считать один миллилитр раствора равным одному грамму?
Для раствора такое равенство нельзя принимать автоматически: нужна его плотность. Массу находят по формуле m = ρ × V, согласовав единицы. Для воды используй приближение только тогда, когда это допускает условие.
Что делать, если после выпаривания появилась соль на дне?
Уточни, спрашивают ли о растворе или обо всей полученной смеси. Кристаллы на дне уже не относятся к растворённому веществу. Чтобы найти массовую долю именно в растворе, потребуются данные о массе выпавших кристаллов или растворимости.
Достаточно ли записать одно число в ответе?
В указанном формате задания ожидается числовой ответ, но его оформление определяет инструкция. Проверь, нужны ли проценты, граммы и округление. Во время подготовки сохраняй расчёт в черновике: по нему легче найти ошибку.
Полезно по теме
Читать дальше
Проверить себя в тренажёре
Открывается тренировочное задание в формате ЕГЭ: условие видно сразу, краткий ответ проверяется без регистрации.
Решить задание в тренажёреМатериал — разъяснение «Ранг». Официальные правила экзамена, расписание, шкалы баллов и перечни заданий публикуют ФИПИ (fipi.ru) и Рособрнадзор (obrnadzor.gov.ru). Мы не обещаем конкретных баллов: результат зависит от твоей работы.