Завдання і розв`язки завдань
ІІІ
етапу Всеукраїнської олімпіади з хімії
22 січня 2020 року
9
клас
1.
Розчин калій гідроксиду об`ємом 2 л (густина 1,100г/мл) з масовою часткою КОН 10% змішали з
розчином тієї ж речовини об`ємом
1,000 л, густиною 1,200г/мл, а масова частка КОН – 20%. Визначте масову частку
калій гідроксиду в одержаному розчині.
Розв`язок
Масова частка КОН в
одержаному розчині w(КОН)
= m(КОН)/m(р-ну). Маса калій гідроксиду в
одержаному розчині дорівнює сумі мас цієї речовини у вихідних розчинах, а
загальна маса розчину – сумі мас вихідних розчинів.
Знаходимо масу першого і другого розчинів:
m1(розчину)
= V1 · p1 = 2000 мл · 1,1г/мл = 2200 г
m2(розчину)
= V2 · p2 = 1000 мл ·
1,2г/мл = 1200 г
Знаходимо масу лугу в розчинах:
m1(KOH) = m1 · w1 = 2200 г · 0,1 = 220 г
m2(KOH)
= m2 · w2 = 1200 г · 0,2 = 240 г
Загальна
маса лугу:
m(KOH) = 220г + 240г = 460г
Загальна маса розчину:
m(розчину) = 2200г + 1200г = 3400г.
w(KOH) =
460г
/ 3400 = 0,135 = 13,5%.
2.
Під час розчинення суміші трьох металів
масою 2,32 г у хлоридній кислоті виділилось 1,568 л водню (н.у.) й утворились
сполуки, в яких метали двовалентні. Відносні
атомні маси металів відносяться як
3 : 5 : 7, а співвідношення числа їх
атомів у суміші 4 : 2 : 1
відповідно. Визначте відносні атомні маси металів і дайте їм назви.
Розв`язок
Оскільки метали двовалентні, то сумарне
число їх молей у суміші дорівнює загальному числу молів водню:
Me + 2HCl = MeCl2 + H2
У 2,32 г суміші металів міститься 1,568 :
22,4 = 0,07 моль металів, причому першого металу 0,07 · 4 /7 = 0,04 моль, другого – 0,07 · 2/7
= 0,02 моль, а третього – 0,07 · 1/7 = 0,01.
Нехай їх атомні маси дорівнюють 3х, 5х,
7х, тоді:
0,04 · 3х + 0,02 · 5х + 0,01 · 7х = 2,32.
Звідси відносні атомні маси дорівнюють 24
(Магній), 40 (Кальцій), 56 Oксиген.
3.
У дві склянки, які містять по 180 мл води,
внесли літій і натрій масою по 1,00 г. У якій склянці вода нагріється більше? У
скільки разів відрізняються об`єми газу, що виділився? Чому в електрохімічному
ряду металів Літій стоїть лівіше від Натрію?
Розв`язок
Визначимо кількості речовин металів:
n (Li) = 1,00 г / 6,94 г/моль = 0,144 моль.
n (Na) = 1,00 г / 22,99 г/моль = 0,0435 моль.
Вода у склянці з літієм нагріється
сильніше, тому що він стоїть в електрохімічному ряду напруг лівіше від Натрію.
Рівняння реакцій однотипне для обох процесів:
2Li + 2H2O = 2LiOH + 2H2
2Na + 2H2O = 2NaOH + 2H2 .
Кількості речовини і об`єми водню, який
виділився, відрізняються у 3,3 рази.
Для Натрію металічні властивості більш
характерні, ніж для Літію. Однак Літій стоїть лівіше за Натрій в
електрохімічному ряду металів. Уявне протиріччя пояснюється тим, що
електрохімічний ряд металів складений для водних розчинів, а катіон Літію значно ефективніше
гідратується (вища теплота гідратації) внаслідок малого радіуса.
4.
В
лабораторії стоять 5 колб із водними розчинами різних речовин. На кожній колбі
є етикетка з назвою. На першій колбі написано «барій йодид», на другій –
«натрій карбонат», на третій – «сульфатна кислота», на четвертій – «купрум (ІІ)
хлорид», на п`ятій – «натрій гідроксид». Але етикетки переплутані і жоден з розчинів не підписаний правильно.
При зливанні розчину з
першої колби з розчином із другої колби виділяється газ, а при змішуванні
розчину з першої колби з умістом третьої утворюється білий осад.
Укажіть, як поміняти
етикетки, щоб усі колби були підписані правильно. Складіть рівняння реакцій,
згаданих в умові.
Розв`язок
Колба 1 + колба 2 = газ.
Газ утворений тільки при реакції натрій
карбонату із сульфатною кислотою, отже, колби 1 і 2 - це натрій карбонат і
сульфатна кислота. При цьому натрій карбонат не може знаходитися в колбі 2,
тому що на ній написано «натрій карбонат», а згідно умови всі записи всі написи
не відповідають дійсності. Таким чином, натрій карбонат знаходиться в колбі 1,
а сульфатна кислота – у колбі 2.
Колба 1 + колба 3 = білий осад.
Na2CO3
+ колба 3 = білий осад.
Єдиний можливий варіант для колби 3 –
барій йодид ( CuCl2
утворює з карбонатом зелений осад, а луг узагалі не утворює з ним осаду.
Написи на колбах
4 і 5 необхідно просто поміняти місцями, тому що всі розчини підписані
неправильно.
Таким чином:
колба 1 – Na2CO3, колба 2 – Н2SO4, колба 3 – BaI2,
колба 4 – NaOH, колба 5 – CuCl2.
Рівняння реакцій:
Na2CO3
+ Н2SO4
= Na2SO4 + Н2O
+ CO2
Na2CO3 + BaI2
= BaCO3 + 2 NaI
5.
Скласти рівняння реакцій послідовного
перетворення речовин та вказати умови їх проходження:
Cu
→ Cu(NO3)2
→ CuO
→ CuSO4
→ Cu(OH)2 → CuO → CuCl2.
6.
Алюмінієву пластинку масою 18,36г
помістили в розчин цинк нітрату і
витримали, поки її маса не збільшилась на 5,64г, Пластинку вийняли, висушили і
повністю розчинили в 280г розчину натрій гідроксиду. Обчисліть масові частки
солей в отриманому розчині.
Розв`язок
Складаємо
рівняння реакцій:
2Al + 3Zn(NO3)2 =
2Al(NO3)3 + 3Zn
Zn + 2NaOH + 2H2O =
Na2[Zn(OH)4]
+ H2
2Al + 2NaOH + 6H2O
= 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Hехай
n(Alреаг.)
= х моль, тоді m(Alреаг.)
= 27х г
n(Zn) = 1,5x моль, m(Zn) = 97,5x г.
Δm(платівки) = m(Zn) - m(Alреаг.);
5,64
= 97,5x – 27x, звідки х = 0,08моль
n(Zn) = 1,5х = 0,12 моль
n(Alзалиш.)
= n(Alвик.)
- n(Alреаг.)
= 18,36/27 – 0,08 = 0,6моль
Знаходимо
масові частки солей у розчині:
nNa2[Zn(OH)4] =n(Zn) = 0,12 моль
mNa2[Zn(OH)4] = 0,12 · 179 = 21,48г
nNa[Al(OH)4] =n(Alзалиш.)
= 0,6 моль
mNa[Al(OH)4] = 0,6 · 118 = 70,8г
m(розч.)
= m(розч.)NaOH + m2 (платівки)
– m(H2)
m(розч.)
= 280 + 18,36
+ 5,64 – (0,12 + 0,9) · 2 = 301,96г
wNa[Al(OH)4] = 70,8/301,96 · 100% = 23,45%
mNa2[Zn(OH)4] = 21,48/301,96 · 100%
= 7,11%.
Немає коментарів:
Дописати коментар