четвер, 23 січня 2020 р.

Завдання і розв`язки ІІІ етапу олімпіади з хімії 9 клас


      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:
CuCu(NO3)2 CuOCuSO4Cu(OH)2 CuOCuCl2.
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