четвер, 23 січня 2020 р.

Завдання і розв`язки ІІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії 22 січня 2020 року


      Завдання і розв`язки завдань
ІІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії
22 cічня  2020 року
8 клас
1.                 Широко розповсюджений мінерал складається з трьох хімічних елементів А, Б, В. Відомо, що один із цих елементів знаходиться у ІІ-А групі періодичної системи, два інших – у IV i VI-A групах періодичної системи. Елементи А і В належать до одного періоду періодичної системи і утворюють один з одним дві сполуки – горючу й негорючу. Назвіть ці елементи, складіть їх електронні формули. Назвіть мінерал, про який йде мова, якщо відомо, що одна з модифікацій цього мінералу довго була основним будівельним матеріалом в Україні. Які ще модифікації цього мінералу вам відомі?
Розв`язок
У ІІ-А групі періодичної системи містяться лужноземельні метали, отже, сполука, очевидно сіль, де два інші елементи утворюють кислотний залишок, тоді у VI-A групі, найімовірніше, Оксиген.
Якщо елементи А і В можуть утворювати дві сполуки, то це не той елемент, що є металом у ІІ-А групі, оскільки він має сталий ступінь окиснення, тоді Б – метал.
У IV-A групі ПС в одному з Оксигеном періоді є Карбон, і він утворює з Оксигеном дві сполуки: горючу СО і негорючу СО2. Отже, сіль – карбонат лужноземельного елемента. Найбільш розповсюдженим з них є СaCO3, отже, Б – кальцій, А і В – Карбон і Оксиген.
Електронні формули елементів:
Ca - 1S22S22p63S23p64S2 (s–елемент),
C - 1S22S22p2 (s–елемент),
O - 1S22S22p4 (pелемент).
Мінерал, про який йде мова, кальцит CaCO3, з різновиду цього черепашника будували будинки.
Модифікації цього мінералу – крейда, мармур.
Ріняння реакції горіння сполуки А з В.
2СО + О2 = 2СО2  
2.                 Суміш цинку й цинк оксиду масою 8 г розчинили в 70 г хлоридної кислоти,  масова частка якої  становить 12%. Знайти вміст цинку в даній суміші.
Розв`язок
х г      y г
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
65 г    73 г
(8-x)г   (8,4 –y)г
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O    
81 г       73 г
Складаємо систему рівнянь і розв`язуємо її:
x/65= у/73
8-х/81 = 8,4-у/73,
звідки m(Zn) = 5,36г,
m(ZnO) = 2,64г.
w(Zn) = 5,36 · 100% / 8 = 67,1%.
3.                 Сполука Сульфуру з Флуором містить 25,2% Сульфуру та 74,8% Флуору за масою. Після переведення цієї сполуки в газопродібний стан 112 мл (н.у.) її мають таку  саму масу, як 2,83 · 1022 атомів Алюмінію. Установіть істинну формулу сполуки.
Розв`язок
Визначаємо формулу сполуки SxFy:
x : y = 25,2/32 : 74,8/19 = 0,787 : 3,937 = 1 : 5.
Найпростіша формула – SF5. Молярна маса Al  дорівнює 27г/моль.
n(SF5) = 0,112/22,4 = 5 · 10-3 (моль)
m(Al) = 2,83 · 1022 · 27/6,02 · 1023 = 1,27 г,
М(речовини) = m/n = 1,27г/5 · 10-3моль = 254г/моль.
Формула речовини (SF5)2 = S2F10.
4.                 Відносна атомна маса Літію становить 6,94, а відносні атомні маси нуклідів  6Li і 7Li, з яких складається елемент, дорівнюють відповідно 6,02 і 7,02. Яка маса нукліда 6Li міститься в 10г літій оксиду?
Розв`язок
Нехай 1 моль Літію містить х моль нукліда 6Li і (1-х) моль нукліда 7Li. Складаємо рівняння:
6,02х + 7,02(1 - х) = 6,94,
Звідки х = 0,08.
Тепер визначимо масову частку нукліда  6Li у їх природній суміші:
W(6Li) = 0,08 · 6,02 / 6,94 = 0,069.
Розрахуємо масову частку Літію в його оксиді Li2O:
W(Li) = 6,94 ·2 / 6,94 · 2 + 16,00 = 0,4645.
Обчислюємо масу нукліда  6Li в 10г літій оксиду:
m (6Li) = m (Li2O) · w (Li в Li2O) · w (6Li в Li) = 10г · 0,4645 · 0,069 = 0,32 г.
5.                 Для підводних робіт використовується  «гелієве повітря» – суміш кисню і гелію. Визначити масові частки гелію і кисню в цьому повітрі, відносна густина якого за воднем становить 4,8.
Розв`язок
Визначимо відносну молекулярну масу «гелієвого повітря», а також кисню і гелію:
M = 2 · 2Dводнем;
M = 2 · 4,8 = 9,6
M(O2) = 16 · 2 = 32;  M(He) = 4.
Нехай х – об`єм кисню в молі суміші,
 тоді об`єм гелію становитиме 1 – х.
Маса кисню в суміші становить 32х, гелію – 4(1 – х).
Складаємо рівняння:
32х + 4(1 – х) = 9,6,    звідки  х = 0,2
Масові частки кисню і гелію становлять: кисню - 0,2 або 20%, гелію – 0,8 або 80%
6.     Уявний експеримент.
У хімічній лабораторії в п`ятьох пробірках без написів містяться у вигляді порошків такі речовини: цукор, питна сода, кухонна сіль, крейда, купрум сульфат. Як їх виявити, використовуючи ваші знання з хімії і життєвий досвід? Коштувати на смак речовини не можна.

Найпростіший спосіб визначення речовин (в межах обсягу матеріалу програми 8 класу).
Нагріваємо пробірки з усіма речовинами. Цукор плавиться і перетворюється в карамель, при дальшому нагріванні він обвуглюється. В інших пробірках при нагріванні змін немає.
Охолоджуємо пробірки і доливаємо в кожну з них води. У пробірці з купрум сульфатом при доливанні води утворюється розчин голубого кольору (мідний купорос). В пробірці з крейдою утвориться білий мутний осад, тому що крейда у воді не розчиняється. Залишається дві пробірки з прозорими розчинами питної соди і кухонної солі. Доливаємо в кожну з них розчину оцту, він бурхливо реагує з содою. В останній пробірці залишається розчин кухонної солі.

Немає коментарів:

Дописати коментар