Класс
Задача 8 – 1 (7 баллов). Всмеси находятся строительный песок, сахарный песок, парафин, железные опилки. Как разделить эту смесь веществ?
Задача 8 – 1 (7 баллов). Решение. 1. С помощью магнита выделим из смеси железо (1 балл). 2. Приливаем к смеси воду (1 балл). 3. Парафин нерастворим в воде. Его можно аккуратно собрать с ее поверхности (2 балла). 4. Сахар растворился в воде. Отделяем водный раствор сахара от песка при помощи фильтрования (2 балла). 5. Выпаривая воду, получаем сахар (1 балл.).
Задача 8 – 2 (4 балла). Какие химические элементы названы в честь России, Франции, Польши? Какой элемент впервые открыт на Солнце?
Задача 8 – 2 (4 балла). Решение. 1. Элемент рутений (Ru) назван в честь России (1 балл). 2.Элемент полоний (Ро) назван в честь Польши (1 бал). 3.Элемент франций (Fr) назван в честь Франции (1 балл). 4.Элемент гелий (Не) впервые открыт на Солнце (1 балл).
Задача 8 – 3 (6 баллов). Ранним весенним утром, когда температура окружающего воздуха была еще 0°С, а давление 760 мм. рт. ст., три товарища, прогуливая своих собак, увидели бутылку на газоне. «Она пуста», – сказал один из них. «Нет, она полна до краев, и я знаю формулу вещества, которым она заполнена», – сказал другой. «Оба вы неправы», – сказал третий и для убедительности провел расчет количества вещества и числа частиц, содержащихся в бутылке. Объем бутылки 0,7 л. Повторите доводы и вычисления третьего из товарищей.
Задача 8 – 3 (6 баллов). Решение. 1. В бутылке находится воздух. Поэтому ее нельзя считать пустой (1 балл). 2. Поскольку воздух – это смесь веществ, то нельзя говорить об одном веществе, из которого состоит воздух (1 балл). 3. Температура воздуха 0°С, и давление 760 мм. рт. ст., соответствуют нормальным условиям. При этих условиях в соответствии с законом Авогадро объем 0,7 л может занимать газ количеством вещества, равным n = = 0,03125 моль (2 балла). 4. В этом количестве вещества (воздуха) содержится число частиц (различных молекул – в основном кислорода, азота и аргона), равное
N = n ∙ (NA) = 0,03125 ∙ (6,02 ∙ 1023) = 0,188 ∙ 1023 частиц (2 балла).
Задача 8 – 4 (2 балла). В 1820 году в Лондоне разразился скандал. На одном из аристократических приемов известный ювелир сказал графине, хозяйке дома: «У вас, миледи, в перстне не алмаз, а подделка!» Как ювелир смог тут же доказать графине свою правоту?
Задача 8 – 4 (2 балла). Решение. По внешнему виду страз отличить от алмаза трудно, но его происхождение выдает недостаточная твердость: он не царапает стекло.
З адача 8 – 5 (6 баллов). Используя только 11 букв, которые входят в название элемента номер 91 в периодической системе Д.И.Менделеева, составьте как можно больше названий других химических элементов. Предложив 6 названий, вы получите максимальный балл.
З адача 8 – 5 (6 баллов).Решение. Актиний, №89. Титан, №22. Иттрий, №39. Торий, №90. Натрий, №11. Криптон, №36.
Задача 8 – 6 (4 балла). Рассчитайте, во сколько раз масса атома кислорода больше массы атома гелия.
Задача 8 – 6 (4 балла). Дано: элементы О (кислород) и Не (гелий). Определить (m – масса атома элемента).
Решение. 1. Ar (O) = и = (2балла)
2. Используя полученные формулы получаем = = = 4 (2 балла).
Задача 8 – 7 (2 балла). Магний с серой соединяется в массовом отношении 3:4. Определите массу магния, который прореагирует с 20 г серы.
Задача 8 – 7 (2 балла). Решение. m (Mg) =; m(Mg) = = 15 г.
Задача 8 – 8 (6 баллов). Чему равна масса смеси, состоящей из 10 моль газообразного водорода и 5 моль кислорода?
Задача 8 – 8 Решение. 1. Определяем массу кислорода, входящего в состав смеси: m(О2) = n(О2) ∙ М(О2); m(О2) = 5 моль∙32г/моль = 160 г (2 балла). 2. Рассчитываем массу водорода, входящего в состав смеси: m(Н2) = n(Н2) ∙ М(Н2); m(Н2) = 10 моль∙2г/моль = 20 г (2 балла). 3. Вычисляем массу смеси кислорода и водорода: m(смеси) = m(Н2) + m(О2); m(смеси) = 20г + 160 г = 180 г (2 балла).
Задача 8 – 9 (6 баллов). Определите общее количества вещества (в молях), которое содержится в 800 г 15%-ного по массе водного раствора нитрата кальция.
Задача 8 – 9 (6 баллов). Решение. 1. В задании требуется определить число молей двух веществ: нитрата калия и воды, из которых состоит раствор (2 балла). 2.Условию задания соответствует выражение для доли (в. мас. %) растворенного вещества 15 =, откуда =120г. М (КNO3) = 101г/моль. Массе соли m (KNO3) = 120 г соответствует ее количество, равное n(КNO3) = = = 1,19 моль (2 балла).
Масса воды в растворе массой 800 г. равна m (H2O) ==800 – m (KNO3) = 800 – 120 = 680 г. Этой массе воды соответствует ее количество, равное n(H2O) = = =37,8 моль (2 балла).
Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии
Класс
Задача 9 - 1 (5 баллов). Две пробиркинаполнены на одну треть каждая прозрачными растворами гидроксида натрия и хлорида алюминия. Количества растворенных веществ в растворах эквивалентны друг другу, т.е. реактивы после смешивания полностью прореагируют между собой без остатка с образованием максимального количества осадка. Имея только эти две пробирки с растворами и ничего более, распознайте пробирку с раствором щелочи и пробирку с раствором соли. Ответ мотивируйте.
Задача 9 - 1 (6 баллов). Решение. 1. Все зависит от порядка сливания (что к чему приливать (2 балла). 2. Если к раствору хлорида алюминия приливать по каплям раствор гидроксида натрия, то осадок будет образовываться сразу же после первых капель добавленного раствора щелочи: AlCl3 + 3NaOH =Al(OH)3↓ + 3NaCl (2балла). Если же к раствору гидроксида натрия приливать по каплям раствор хлорида алюминия, то избыток щелочи на начальном этапе будет препятствовать образованию осадка; осадок будет образовываться только с добавлением последних порций раствора соли (2 балла).
Задача 9 – 2 (6 баллов). Твердое, белое, дымящееся на воздухе вещество, принесли из цеха, где делают мороженое, поместили в стакан с дистиллированной водой. Кусок «исчез». В получившемся растворе лакмус изменяет окраску на красную. Известно, что относительная плотность этого вещества по воздуху в газообразном состоянии 1,5. Назовите вещество.
Задача 9 – 2 (6 баллов). Решение. Речь идет о твердом оксиде углерода (IV) – «сухом льде». Применяют его для охлаждения, например, мороженого, металла (2балла).
Возможные уравнения реакций: СО2 + Н2О ⇄Н2СО3 (1 балл); СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 ↓ + Н2О (1 балл); СаСО3+ СО2 + Н2О = Са(НСО3)2 (1 балл); СО2 + СаО = СаСО3 (1 балл).
Задача 9 – 3 (9 баллов). Определите массовые доли (в %) сульфата железа (II) и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 25 г этой смеси водой выделился газ, который полностью прореагировал с 960 г 5%-ного раствора сульфата меди.
Задача 9 – 3 (9 баллов). Решение. 1) Составлены уравнения реакций: Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S; CuSO4 + H2S = CuS +H2SO4 (2 балла). 2) Рассчитано количество вещества сероводорода: n (CuSO4) = 960 ∙ 0,05 / 160 = 0,3 моль; n(H2S) = n(CuSO4) = 0,3 моль (2 балла). 3) Рассчитаны количество вещества и массы сульфида алюминия и сульфата железа(II): n (Al2 S 3) = n (H 2S) = 0,1моль; m(Al2 S 3) = 0,1∙150 =15 г; m(FeSO4) = 25 -15 = 10 г (3 балла). 4) Определены массовые доли сульфата железа(II) и сульфида
алюминия в исходной смеси: ω(FeSO4) = 10 / 25 = 0,4, или 40%; ω (Al2S3) =15 / 25 = 0,6, или 60% (2 балла).
Задача 9-4. «Когда в густой крепкой купоросной водке, с которой четыре доли воды смешано, влитую в узкогорлую стклянку, положены будут железные опилки, тогда выходящий пар от свечного пламени загорается… Иногда случается, что загоревшийся пар стклянку с великим треском разрывает» (М. В. Ломоносов, Полное собрание сочинений, – М.: 1953, т. 1, стр. 474).
Вопросы:
1. Определите массовую долю (%) растворённого вещества в разбавленной «купоросной водке», если исходная массовая доля в «крепкой купоросной водке» составляла 98 %, а доли воды при разбавлении были взяты по массе.
2. Напишите уравнения реакций железа с раствором «купоросной водки» и горения «выходящего пара».
3. Напишите 3 уравнения реакций, которые могут протекать при взаимодействии железных опилок с раствором «купоросной водки» в зависимости от ее концентрации.
4. Определите соотношение объёмов разбавленного раствора «купоросной водки» (плотность 1,2 г/см3) и «выходящего пара» при нормальных условиях, если принять протекание химических процессов количественными.
Задача 9- 4 (автор – Жиров А. И.). Решение. Пусть было 100 г концентрированного раствора. (Содержание «купоросной водки» – серной кислоты – 98 г) Тогда масса добавленной воды составит 400 г. Общая масса раствора – 500 г. Массовая доля серной кислоты составит 98: 5 = 19,6 (%).
1.
1. При взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой образуется сульфат железа (II) и водород:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
2H2 + O2 = 2H2O
1.
2. При более высокой концентрации кислоты наряду с водородом могут выделяться сероводород и сера:
4Fe + 5H2SO4 = 4FeSO4 + H2S + 4H2O
3Fe + 4H2SO4 = 3FeSO4 + S + 4H2O
Концентрированная серная кислота образует оксид серы (IV) и cульфат железа (III):
2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
4. Литр разбавленного раствора серной кислоты имеет массу 1200 г и содержит 0,196 ∙ 1200 = 235,2 г серной кислоты, что составляет 2,4 моль кислоты. Тогда при полном взаимодействии кислоты с железом выделяется 2,4 моль водорода или 2,4 · 22,4 = 53,76 (л). Объём выделяющегося водорода в 53,76 раз больше объёма разбавленной серной кислоты (или объём кислоты в 53,76 раз меньше объёма водорода).
Система оценивания
1. Расчёт концентрации – 5 баллов
2. Реакция с железом – 2 балла
3. Горение водорода – 1 балл
4. Три реакции по 2 балла – 6 баллов
5. Соотношение объёмов – 6 баллов
ИТОГО: 20 баллов
Задача 9-5. Ниже представлена таблица, описывающая взаимодействие растворов бинарных солей калия и элементов X1, X2, X3 и X4, расположенных в одной группе периодической таблицы, с растворами нитратов серебра, свинца и ртути.
AgNO3
Pb(NO3)2
Hg(NO3)2
KX1
↓жёлтый осадок
↓жёлтый осадок
↓красно-оранжевый осадок
KX2
↓белый осадок
↓белый осадок
изменений нет
KX3
изменений нет
↓белый осадок
изменений нет
KX4
↓светло-жёлтый осадок
↓светло-жёлтый осадок
↓белый осадок
Вопросы:
1. Определите соли элементов X1, X2, X3 и X4.
2. Напишите уравнения взаимодействия бинарных солей элементов X1, X2, X3 и X4 с нитратами серебра, свинца и ртути. В уравнениях обязательно укажите вещество, выпадающее в осадок.
3. Напишите уравнения взаимодействия твёрдых бинарных солей калия элементов X1, X2, X3 и X4 с концентрированной серной кислотой.
4. При взаимодействии смеси сухих солей LiX2, NaX2 и KX2 массой 5,85 г с концентрированной серной кислотой образовалось 12,0 г гидросульфатов. Определите объём (при 30 °С и 130 кПа) газа, который может выделится.
Задача 9-5 (автор – Антонов А. А.). Решение. 1. Нитрат свинца и нитрат серебра являются качественными реагентами на галогены. При этом фторид серебра является растворимым. Значит, зашифрованные элементы являются галогенами. Фторид серебра, как указано выше, является растворимым, значит KX3 – KF. Белый осадок при взаимодействии с нитратом серебра образуют хлориды, значит KX2 – KCl. Самыми интенсивно окрашенными являются йодиды серебра и свинца, тогда KX1 – KI, а KX4 – KBr.
KX1 – KI, KX2 – KCl, KX3 – KF, KX4 – KBr.
2.
AgNO3
Pb(NO3)2
Hg(NO3)2
KI
AgNO3 + KI →
→ AgI↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KI →
→ PbI2↓ + 2KNO3
Hg(NO3)2 + 2KI →
→ HgI2↓ + 2KNO3
KCl
AgNO3 + KCl → →AgCl↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KCl →
→ PbCl2↓ + 2KNO3
─
KF
─
Pb(NO3)2 + 2KF →
→ PbF2↓ + 2KNO3
─
KBr
AgNO3 + KBr → →AgBr↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KBr →
→ PbBr2↓ + 2KNO3
Hg(NO3)2 + 2KBr →
→HgBr2↓ + 2KNO3
3. KX1: 2KI + 3H2SO4 → 2KHSO4 + I2 + SO2 + 2H2O или
6KI + 7H2SO4 → 6KHSO4 + 3I2 + S + 4H2O или
8KI + 9H2SO4 → 8KHSO4 + 4I2 + H2S + 4H2O
KX2: KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑
KX3: KF + H2SO4 → KHSO4 + HF
KX4: KBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr↑ или
2KBr + 3H2SO4 → 2KHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O
Во всех случаях будет образовываться кислая соль, так как используется концентрированная серная кислота, т. е. имеется значительный избыток кислоты.
4. Запишем уравнения всех реакций:
LiCl + H2SO4 → LiHSO4 + HCl↑
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑
KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑
Пусть во взаимодействия вступило x моль серной кислоты, тогда в результате выделилось x моль хлороводорода. Масса реакционной смеси до взаимодействия 5,85 + 98 x, а после взаимодействия 12 + 36,5 x. По закону сохранения массы
5,85 + 98 x = 12 + 36,5 x,
откуда x = 0,1 моль. Значит V = ν RT / p = 0,1∙8,31∙303:130 = 1,94 л
Система оценивания:
1. По 1 баллу за верное определение каждого вещества (элемента) 4 балла. Примечание для проверяющих: если угадана группа (т. е. что зашифрованы галогены), но в неправильном порядке, то не более 1 балла за данный пункт.
2. 9 уравнений по 1 баллу. 9 баллов.
3. 4 уравнения по 1 баллу. 4 балла
Примечание для проверяющих: в реакции с бромом и йодом засчитывать любую одну реакцию. Если вместо гидросульфатов указаны сульфаты, то 0,5 балла за реакцию.
4. По 0,5 балла за уравнения с хлоридами лития и натрия. За расчёт числа молей 1,5 балла.
За расчёт объёма 0,5 баллов. всего 3 балла.
ИТОГО: 20 баллов
Всероссийская олимпиада школьников по химии
II этап 8 класс 2008-2009 уч. Год
Х-1 [8] Необходимо определить, в каких фразах говорится о химическом элементе, а в каких – о простом веществе. Верному утверждению в таблице соответствует буква. Выберите эти буквы и составьте из них фамилию учёного – естествоиспытателя. Какой закон носит имя этого учёного (приведите формулировку).
| Химический элемент | Простое вещество | |
| кальций необходим для роста клеток | Р | К |
| азот входит в состав воздуха | М | О |
| натрий входит в состав глауберовой соли | О | Е |
| натрий растворяется в ртути с образованием амальгамы | И | Д |
| кислород необходим для дыхания | Я | А |
| хлор получают электролизом расплава поваренной соли | Л | Г |
| капуста содержит около 0,08% серы | А | Б |
| фтор входит в состав зубной эмали | В | Н |
Ответ. Учёный – Авогадро. Закон: Равные объёмы различных газов при одинаковых условиях содержат одинаковое число молекул.
Х-2 [8] Атмосфера планеты Уран состоит из трёх газообразных веществ А, Б, В. Об этих веществах нам известно следующее:
| А | Б | В | |
| Масса молекулы вещества легче молекулы кислорода в | 2 раза | 16 раз | 8 раз |
| Продукты взаимодействия с кислородом | Углекислый газ и вода | вода | Не взаимодействует |
| Объёмные доли в атмосфере Урана | 2% | 83% | 15% |
1. Определите, какие вещества входят в состав атмосферы Урана.
2. Запишите уравнения реакций взаимодействия газов А и Б с кислородом.
3. Содержатся ли вещества А, Б, В в атмосфере Земли?
4. Найдите массовые доли газов А, Б, В в атмосфере Урана.
Ответ:
1) Mr(A)/ Mr(O2) = ½; Mr(A)/ 32 = ½; Mr(A)= 16
Так как при горении образуются углекислый газ и вода, то исходное вещество состоит из атомов углерода и водорода, т.к Mr(A)= 16, то А-СН4
Mr(Б)/ Mr(O2) = 1/16; Mr(Б)/ 32 = 1/16; Mr(Б)= 2
Так как при горении образуются только вода, то исходное вещество состоит из атомов водорода, т.к Mr(Б)= 2, то Б – Н2
Mr(В)/ Mr(O2) = 1/8; Mr(В)/ 32 = 1/8; Mr(В)= 4
Так как с кислородом не взаимодействует и имеет Mr(В)= 4, то В- Не
2) СН4 + 3О2 = СО2 + 2Н2О, 2Н2 + О2 = 2Н2О
3) в атмосфере Земли содержится только гелий
4)Рассмотрим 1моль газовой смеси, тогда n(CH4) = 0,02 моль, n(H2) = 0,83 моль, n(He) = 0,15моль.
m(CH4) = 0,02 моль×16г/моль = 0,32г
m(H2) = 0,83 моль×2г/моль = 1,66г
m(He) = 0,15моль×4г/моль = 0,6г
m(CH4) + m(H2) + m(He) = 2,58г
ω (CH4) =0,32г/2,58г×100% = 12,4%
ω (H2) =1,66г/2,58г×100% = 64,3%
ω (He) =0,6г/2,58г×100% = 23,3%
Х-3 [8] Ученик получил задание, в котором по названиям веществ необходимо было составить их химические формулы. Выполняя это задание, он не оставил пробелы между формулами веществ, в результате чего у него получилась запись:
H2OP2O5AlO2NaH2O3CO2Na3NCFeCl3N2К2SSiO2
1. Выделите из этой записи формулы индивидуальных веществ, подчеркните простые вещества;
2. Как было сформулировано задание, которое выполнял ученик.
Ответ: 1) H2O P2O5 AlO2Na H2 O3 CO2 Na3N C FeCl3 N2 К2S SiO2
Формулировка задания:
Составьте формулы веществ, имеющих следующие названия: вода, оксид фосфора (V), алюминий, кислород, водород, озон, углекислый газ (или оксид углерода(IV)), нитрид натрия, уголь (алмаз), хлорид железа (III), азот, сульфид калия, оксид кремния (кремнезём).
Х-4 [8] Магний может гореть в атмосфере кислорода, хлора, озона, углекислого газа и даже в воде. Составьте уравнения реакций горения магния в перечисленных веществах, учитывая, что в трёх случаях протекает реакция соединения, а в двух реакция замещения. Почему все реакции называют горением?
Ответ: 2Mg + O2 =2 MgO
3Mg + O3 =3 MgO
Mg + Cl2 = MgCl2
2Mg + CO2 = 2MgO +C
Mg + H2O = Mg(OH)2 + H2 (допустима запись уравнения с образованием оксида магния)
Данные реакции протекают с выделением тепла и света, поэтому их называют горением.
Х-5 [8] На уроках химии часто показывают опыт «вулканчик». Для проведения этого опыта вещество с названием бихромат аммония насыпают горочкой на металлический лист и для начала реакции нагревают. Внешний эффект от этого опыта напоминает извержение вулкана. Установите формулу исходного бихромата аммония, если в результате разложения 1 моль этого вещества образуются: азот объёмом 22.4 л (н.у), 1 моль оксида хрома, массовая доля кислорода в котором 31,58% и 72 г воды. (Аr(Cr) = 52)
Ответ:
1. n(N2) = 22.4л÷22.4л/моль = 1 моль
2. так как у кислорода валентность II, то формула оксида хрома может быть выражена формулой Сr2Ox используя данные о массовой доле кислорода можно найти х. 0,3158 = х×16÷(2×52 + х×16) х= 3, формула Сr2O3
3. n (H2O) = 72г÷18г/моль = 4 моль
4. 1 NаНбСrвОг = 1 N2 + 1Сr2O3 + 4H2O Из этого следует, что а=2, б=8, в=2, г=7
Формула: N2H8Cr2O7 или (NH4)2Cr2O7
МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫШКОЛЬНИКОВ
ПО ХИМИИ 8 КЛАСС 2011-2012 г.
1.Из предложенных ниже веществ выберите:
а) простые вещества; б) сложные вещества; в) смеси.
Воздух, молоко, графит, озон, поваренная соль, бронза, медь, угарный газ, сода, сажа.
8-2. Металл А образует гидрид, состав которого можно выразить формулой АН2. Гидрид этого металла легко реагирует с водой по схеме:
АН2 + 2Н2О = А(ОН)2 + 2Н2.
При обработке 2,1 г гидрида избытком воды выделился такой же объём водорода (н.у.), какой требуется для получения 1,8 г воды в результате сжигания водорода.
Определите металл А, напишите уравнения реакций, указанных в задаче.
8-3. Стакан (объем 200 мл) водного раствора аммиака (NH3) с массовой долей растворенного вещества 5% (плотность раствора 1,0 г/мл) вылили в Черное море. Сколько приблизительно молекул аммиака снова окажется в стакане, если через некоторое время им зачерпнуть воды из моря? При расчетах условно примите, что молекулы аммиака равномерно распределяются в поверхностном слое воды толщиной 200 м. Площадь поверхности Черного моря примерно составляет 420 тыс. км2.
8-4. Один из самых знаменитых опытов в истории химической науки состоял в следующем. Шведский помощник аптекаря Карл Вильгельм Шееле в 1774 г. внёс кусочек горящего красного фосфора в колбу, наполненную воздухом, и закрыл её пробкой. По окончании реакции и охлаждении колбы он поместил её горлышком вниз в сосуд с водой и открыл пробку. Вода поднялась в колбу, заполнив её на 1/5 объёма. Так Шееле узнал, что воздух, считавшийся ранее простым веществом, состоит из двух основных компонентов — кислорода и азота.
Что изменилось бы в наблюдениях Шееле, если бы вместо фосфора он использовал:
А) раскаленный уголь; Б) магний; В) серу
Ответ поясните уравнениями соответствующих реакций.
8-5. Неизвестное соединение Х содержит 48% кислорода, 24% серы, остальное-неизвестный металл. Выведите формулу вещества Х.
МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫШКОЛЬНИКОВ
ПО ХИМИИ 8 КЛАСС 2011-2012 г.
Критерии оценивания, решения и ответы (всего 55 баллов)
8-1. Из предложенных ниже веществ выберите а) простые вещества; б) сложные вещества; в) смеси.
Воздух, молоко, графит, озон, поваренная соль, бронза, медь, угарный газ, сода, сажа.
Решение:
а) простые вещества: графит, озон, медь, сажа
4 балла
б) сложные вещества: поваренная соль, угарный газ, сода
3 балла
в) смеси: воздух, молоко, бронза
ИТОГО: 10 баллов
8-2. Металл А образует гидрид, состав которого можно выразить формулой А Н2. Гидрид этого металла легко реагирует с водой по схеме:
А Н2 + 2Н2О = А (ОН)2 + 2Н2.
При обработке 2,1 г гидрида избытком воды выделился такой же объём водорода (н.у.), какой требуется для получения 1,8 г воды в результате сжигания водорода.
Определите металл А, напишите уравнения реакций, указанных в задаче.
Решение:
А Н2 + 2Н2О = А (ОН)2 + 2Н2 (1)
2Н2 + О2 = 2Н2О (2) 1 балл
По условию задачи:
V(H2) в реакции (1) = V(H2(Hn Þ) в реакции (2) 2(Hn) в реакции (1) = 2) в реакции (2)
1 балл
Согласно уравнению реакции (2):
(Нn2(Нn) = 2О) = 1,8/18 = 0,1 моль 2 балла
(HnСледовательно, 2) в реакции (1) = 0,1 моль
Обозначим атомную массу металла А за х, тогда М(А Н2) = (х + 2) г/моль.
2 балла
Согласно уравнению реакции (1):
(n А Н2Нn) = 0,5 ∙ 2 = 0,5 ∙ 0,1 = 0,05 моль 2 балла
М(А Н2) = 2,1/0,05 = 42 г/моль 1 балл
Тогда х + 2 = 42, откуда х = 40, что соответствует кальцию (Са).
Са Н2 + 2Н2О = Са (ОН)2 + 2Н2. 1 балл
ИТОГО: 10 баллов
8-3. Стакан (объем 200 мл) водного раствора аммиака (NH3) с массовой долей растворенного вещества 5% (плотность раствора 1,0 г/мл) вылили в Черное море. Сколько приблизительно молекул аммиака снова окажется в стакане, если через некоторое время им зачерпнуть воды из моря? При расчетах условно примите, что молекулы аммиака равномерно распределяются в поверхностном слое воды толщиной 200 м. Площадь поверхности Черного моря примерно составляет 420 тыс. км2.
Решение:
1. Масса аммиака: m (NH3) = 200 мл · 1,0 г/мл · 0,05 = 10 г. 2 балла
(NHn2. Количество вещества аммиака: 3) = m (NH3)/ M (NH3),
(NHn3) = 10 г/17 г \моль = 0,588 моль. 2 балла
3. Количество молекул аммиака в стакане: N (NH3 (NHn) = 3) · N A;
N (NH3) = 0,588 · 6,02 · 1023 = 3,54 · 1023 молекул. 2 балла
4. Объем воды, в котором распределились молекулы аммиака:
V = 200 м · 420000 · 106 м2 = 8,4 · 1013 м3 (8,4 · 1016 л). 2 балла
5. В 1л воды будет содержаться: 3,54 · 1023/8,4 · 1016 = 4,21 · 106 молекул/л,
в 200 мл — 4,21 · 106 молекул/л · 0,2 л = 840000 молекул 2 балла
ИТОГО: 10 баллов
8-4. Один из самых знаменитых опытов в истории химической науки состоял в следующем. Шведский помощник аптекаря Карл Вильгельм Шееле в 1774 г. внёс кусочек горящего красного фосфора в колбу, наполненную воздухом, и закрыл её пробкой. По окончании реакции и охлаждении колбы он поместил её горлышком вниз в сосуд с водой и открыл пробку. Вода поднялась в колбу, заполнив её на 1/5 объёма. Так Шееле узнал, что воздух, считавшийся ранее простым веществом, состоит из двух основных компонентов — кислорода и азота.
Что изменилось бы в наблюдениях Шееле, если бы вместо фосфора он использовал:
А) раскаленный уголь; Б) магний; В) серу
Ответ поясните уравнениями соответствующих реакций.
Решение:
1) В случае с углеродом следует рассматривать два фактора:
Во-первых, CO2, который получается при сжигании углерода — газ, в отличие от оксидов фосфора. Значит, он занимает место, которое занимал кислород, и которое в случае фосфора сразу заполнилось водой.
C + О2 = СО2
2 балла+1 балл за уравнение
Второй фактор — это значительная растворимость CO2 в воде, вследствие чего вода всё-таки поднимется в колбу, но меньше, чем на 1/5., поэтому теоретически вода может заполнить будет полнена более чем на 1/5.
2Mg + О2 = 2MgО
3 балла+1 балл за уравнение
3) В случае серы ситуация аналогична углероду, однако SO2 растворим меньше, чем CO2, поэтому воды в колбе будет ещё меньше.
S+ О2 = SО2 SО2+Н2О = Н2 SО3
1 балла+2 балла за уравнения
ИТОГО: 13 баллов
8-5. Неизвестное соединение Х содержит 48% кислорода, 24% серы, остальное-неизвестный металл. Выведите формулу вещества Х.
Решение:
1. Пусть имеем образец исходной соли массой 100 г.
Тогда m(O)=48 г, m(S)=24 г, m(Me)=28 г. 2 балла
2. Найдем соотношение атомов элементов: n(O): n(S)=48\16: 24\32=4:1. 2 балла
3. Таким образом, число атомов кислорода будет всегда больше числа атомов серы в четыре раза.
4. Представим неизвестную соль в виде: Ме2(SО4)n. 1 балл
5. Составим уравнение, учитывая, что массовая доля металла в соли составляет 28%: М(Ме)/М(соли)=0,28. Получим: 2Ме/(2Ме+96n)=0,28.
Упрощая выражение, получаем: Ме=18,67n. 3 балла
6. При n=3 подходит железо (Fe). Остальные значения n не подходят.
Следовательно, вещество-Fe2(SO4)3. 2 балла
ИТОГО: 12 баллов