Задача 9 – 1.
В три стакана налили разбавленную серную кислоту одинаковой массы. В первый стакан добавили 1 г цинка, во второй – 1г железа, в третий – 1 г алюминия. Кислота во всех случаях взята в избытке. Масса какого стакана оказалась наибольшей, а какого –наименьшей после завершения реакций?
Решение.
1. Составлены уравнения реакций
Zn + H2SO4 → Zn (SO4)2 + H2 ↑ (1)
Fe + H2SO4 → Fe (SO4)2 + H2 ↑ (2)
2Al + 3H2SO4 → Al2 (SO4)3 + 3H2 ↑ (3)
(1 балл)
2. Определены количества веществ Zn, Fe, Al:
υ (Zn) = 1/65 = 0,015 моль
υ (Fe) = 1/56 = 0,018 моль
υ (Al) = 1/27 = 0,037 моль
(2балла)
3. Определены количества вещества или массы выделившегося водорода в каждой реакции соответственно:
υ (Н2) = 0,015 моль (1)
υ (Н2) = 0,018 моль (2)
υ (Н2) = 0,055 моль (3)
(1 балл)
4. Сделан вывод: масса первого стакана наибольшая, массы третьего – наименьшая.
(1 балл)
Итого: 5 баллов
Задача 9 – 2.
Раствор, содержащий 6 г едкого натра, поглотил 2,24 л углекислого газа. Определите массы веществ, находящихся в растворе после поглощения СО2.
Решение.
1. Определены количества веществ гидроксида натрия и оксида углерода (IV). Установлено, что образуется кислая соль, записано уравнение реакции:
υ (NaOH) = 6/40 = 0,15 моль
υ (CO2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль
NaOH + CO2 → NaHCO3
(1 балл)
2. Определено количество вещества гидрокарбоната натрия по недостатку:
υ (NaHCO3) = υ (CO2) = 0,1 моль
(0,5 балла)
3. Определен избыток количества вещества гидроксида натрия:
υ (NaOH) = 0,15 – 0,1 = 0,05 моль
(0,5 балла)
4. Записано уравнение взаимодействия образовавшейся кислой соли с избытком гидроксида натрия и определена масса образовавшегося карбоната натрия:
NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O
υ (Na2CO3) = υ (NaOH) = 0,05 моль
m (Na2CO3) = 0,05∙ 106 = 5,3 г
(1,5 балла)
5. Определена масса оставшегося гидроарбоната натрия:
υ (NaHCO3) = 0,1 – 0,05 = 0,05моль
m (NaНCO3) = 0,05∙ 84 = 4,2 г
(1,5 балла)
Итого: 5 баллов
Задача 9 – 3.
На трех банках с безводными солями: хлоридом натрия, хлоридом бария и хлоридом алюминия перепутаны этикетки. Причем ни на одной из трех банок этикетка не соответствует содержимому. Предложите способ определения содержимого каждой банки.
Решение.
1. Определен хлорид алюминия одним из способов:
1) при нагревании только хлорид алюминия заметно возгоняется при невысокой температуре;
2) растворением солей в воде и испытанием индикатором, раствор хлорида алюминия имеет кислую реакцию среды. Записано уравнение гидролиза.
(2 балла)
2. Определен хлорид бария с помощью качественной реакции с сульфат-ином. Записано уравнение реакции.
(2 балла)
3. Сделан вывод о содержании каждой банки.
(1балл)
Итого: 5 баллов
*Возможны другие варианты определения хлоридов бария и натрия: с помощью не химического, а логического анализа, исходя из того, что ни на одной из трех банок этикетка не соответствует содержимому.
Задача 9 – 4.
При н. у. 14 л газовой смеси, состоящей из азота и углекислого газа, имеют массу 25,5 г. Чему равна объемная доля углекислого газа в смеси?
Решение.
1. Введены обозначения количества вещества или массы компонентов смеси: х моль – N2, у моль – CO2 . Тогда m (N2) = 28х, m(CO2) = 44у
(1балл)
2. Определено количество вещества смеси:
υ смеси = 14/22,4 = 0,625 моль
(1балл)
3. Составлена алгебраическая система уравнений, выражающих количество вещества и массу смеси:
x + y = 0,625
28х + 44у = 25,5
(1 балл)
4. Решена система уравнений, определено значение у:
у = 0,5 моль
(1балл)
5. Определена объемная доля углекислого газа в смеси:
φ (CO2) =0,5∙ 100 / 0,625 = 80%
(1 балл)
Задача 9 –5.
Какие два вещества вступили в реакцию, если в результате образовались следующие вещества (все продукты указаны без коэффициентов)? Напишите молекулярные и ионные уравнения.
1) BaCO3 ↓ + H2O
2) BaCO3 ↓ + CaCO3 ↓ + H2O
Решение.
1. Составлено молекулярное уравнение реакции:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 ↓ + H2O
(1 балл)
2. Составлено ионное уравнение:
Ba2+ + 2OH– + CO2 → BaCO3 ↓ + H2O
(1 балл)
3. Составлено уравнение реакции нейтрализации кислой соли одного из металлов (бария или кальция) гидроксидом другого металла:
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + CaCO3 ↓ + 2H2O
(2 балла)
4. Составлено ионное уравнение:
Ba2+ + 2HCO3 – + Ba2+ + 2OH– → BaCO3 ↓ + CaCO3 ↓ + 2H2O
(1 балл)
Итого: 5 баллов
Задача 9 – 6.
450 мл раствора, содержащего 10 % серной кислоты (ρ 1,07 г/мл) прокипятили. В результате получено 93 мл раствора с плотностью 1,30 г/мл. Найти массовую долю кислоты в полученном растворе и количество молей выпаренной воды.
Решение.
1. Определена масса исходного раствора:
m1 р-ра = 450∙ 1,07 = 481,5 г
(0,5 балла)
2. Определена масса серной кислоты в исходном растворе:
m (H2SO4) = 481,5 ∙ 0,1= 48,15 г
(1 балл)
3. Определена масса раствора после выпаривания:
m2 р-ра = 93 ∙ 1,30 = 120,9 г
(0,5 балла)
4. Определена массовая доля полученного раствора:
ω (H2SO4) = 48,15 ∙ 100 / 120,9 = 39,8%
(1 балл)
5. Определена масса выпаренной воды:
m (H2O) = 481,5 – 120,9 = 360,6 г
(1 балл)
6. Определено количество молей воды:
υ (H2 O) = 360,6 / 18 = 20 моль
(1балл)
Задача 9 – 7.
Соль А окрашивает пламя в желтый цвет, а при нагревании ее с концентрированной серной кислотой отгоняется жидкость, в которой растворяется медь с выделением бурого газа. При нагревании соли А выделяется 11,2 л газа. Определите количество и состав соли?
Решение.
1. Определена формула соли нитрата натрия – NaNO3
(1 балл)
2. Составлены уравнения реакций:
NaNO3 + H2SO4 → NaHSO4 + HNO3
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
t
2 NaNO3 → 2 NaNO2 + O2
(3 балла)
3. Определено количество кислорода:
υ (O2) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль
(0,5 балла)
4. Определена масса нитрата натрия:
m (NaNO3) = 1∙ 85 = 8,5 г
(0,5 балла)
Итого: 5 баллов