Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №22/2004

ОЛИМПИАДЫ. ТЕСТЫ

КАК Я ПРОВОЖУ ШКОЛЬНУЮ
ХИМИЧЕСКУЮ ОЛИМПИАДУ

Задания см. в № 21/2004

РЕШЕНИЯ И ОТВЕТЫ

8 класс

1. Исходя из приведенного атомного состава каолина, можно предположить, что в него входят следующие оксиды: SiO2, Al2O3, H2O. Если учесть индексы, стоящие при атомах химических элементов в брутто-формуле каолина, можно сделать вывод о мольных соотношениях указанных оксидов. Формула каолина будет иметь вид: 2SiO2•Al2O3•2H2O.

2.

Дано:

m1(S) = 4 г,
m1(Al) – избыток,
m2(Al) = 4 г,
m2(
S) – избыток.

Найти:

m1(Al2S3),
m2
(Al2S3)

Решение

4/96 = x1/150, x1 = 6,25 г;
4/54 = х2/150, х2 = 11,11 г.

Ответ. m(Al2S3), полученного из 4 г алюминия, больше, чем из 4 г серы.

3.

Дано:

(NH4)2Cr2O7,
Cr2(SO4)3.

Найти:

1(Cr),
2(Cr).

Решение

1) Mr((NH4)2Cr2O7) = 252, Аr(Cr) = 52,

1(Cr) = 2Аr(Cr)/Mr((NH4)2Cr2O7)•100(%) = 104/252•100(%) = 41,27%.

2) Mr(Cr2(SO4)3) = 392, Аr(Cr) = 52,

2(Cr) = 2Аr(Cr)/Mr(Cr2(SO4)3)•100(%) = 104/392•100(%) = 26,5%.

Ответ. В соединении (NH4)2Cr2O7 содержание хрома выше.

4.

Дано:

m(HCl) = 20 г,
m(Mg) = 1 г,
m(Zn) = 1 г.

Найти:
как изменится равновесие.

Решение

Поскольку кислота дана в избытке, расчет ведем по веществам, взятым в недостатке, – по металлам.

1/65 = х2/22,4, х2 = 0,34 л.

Ответ. В случае с магнием выделится больший объем водорода, следовательно, эта чаша потеряет в весе больше. Чаша с магнием окажется выше.

5.

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O,

2K + 2H2O = 2KOH + H2,

(NH4)2Cr2O7 = N2 + 4H2O + Cr2O3,

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4.

9 класс

1.

Дано:
V
1(р-ра KOH) = 500 мл,
1(КОН) = 10%,
1(р-ра КОН) = 1,11 г/мл,
V2(р-ра HCl) = 800 мл,
2(HCl) = 20%,
2(р-ра HCl) = 1,18 г/мл.

Найти:
концентрации всех веществ после реакции.

Решение

Найдем массу раствора КОН:

m(р-ра КОН) = 1V1 = 1,11•500 = 555 г.
Найдем массу безводного КОН в растворе:

m(КОН) = 555•10/100 = 55,5 г.

Масса раствора соляной кислоты:

m(р-ра HCl) = V2 = 1,18•800 = 944 г.

Масса безводной кислоты в растворе:

m(HCl) = 944•20/100 = 188,8 г.

Запишем уравнение реакции:

Найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое в недостатке:

(KOH) = m/M = 55,5/56 = 0,99 моль,
(HCl) = m/M = 188,8/36,5 = 5,17 моль.

Кислота HCl дана в избытке, расчет ведем по KOH:

55,5/56 = х/74,5, х = 73,8 г.

Масса кислоты, не вступившей в реакцию:

m(HCl) = 188,8 – 36,17 = 152,63 г.

Общая масса раствора:

m(р-ра) = 555 + 944 = 1499 г.

Найдем концентрацию каждого вещества в растворе:

(HCl) = 152,63/1499•100(%) = 10,2%,
(KCl)= 73,8/1499•100(%) = 4,9%.

Ответ. (HCl) = 10,2%, (KCl) = 4,9%.

2.

Дано:
m
(HNO3) = 10 г,
m(CaCO3) = 2 г,
m(FeS) = 2 г.

Найти:
изменение положения весов в конце реакции.

Решение

Найдем массу углекислого газа, выделяющегося при взаимодействии HNO3 и CaCO3. Изменение положения весов будет обусловлено лишь убылью газа.

Рассчитаем мольные количества реагентов и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке:

(CaCO3) = m/M = 2/100 = 0,02 моль,
(HNO3) = m/M = 10/63 = 0,16 моль.

Кислота дана в избытке, расчет ведем по веществу, взятому в недостатке, – по карбонату кальция:

2/100 = х/44, х = 0,88 г.

Чтобы найти массу газа, выделяющегося при взаимодействии HNO3 и FeS, запишем уравнение реакции:

Примем за y массу сульфида железа(II) и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке:

10/126 = y/88, y = 7 г.

Сульфид железа(II) взят в недостатке, следовательно, расчет ведем по этому веществу:

2/88 = z/34, z = 0,77 г.

В первом случае масса выделяющегося газа (СО2) больше, чем во втором случае (выделение H2S). Поэтому чаша с карбонатом кальция по окончании реакции с азотной кислотой окажется выше.
Ответ. Чаша весов с добавленным карбонатом кальция по окончании реакции будет выше чаши с добавленным сульфидом железа(II).

3.

Дано:
m
(Mg + Cu) = 4 г,
V(H2) = 1,12 л,
m(HCl) – избыток.

Найти:
(Mg),
(Mg),

Решение

Медь с соляной кислотой реагировать не будет. По объему выделившегося водорода найдем массу магния в смеси:

х/24 = 1,12/22,4, х = 1,2 г;

m(Cu) = 4 – 1,2 = 2,8 г,

(Cu) = 2,8/4•100(%) = 70%,

(Mg) = 100 – 70 = 30%.

Ответ. (Mg) = 30%, (Cu) = 70%.

4.

Дано:
l
(ребра куба) = 0,8 см,
(K) = 0,96 г/см3,
m1(р-ра KOH) = 500 г,
1(KOH) = 10%.

Найти:

2(KOH).

Решение

m(KOH безводн.) = 500•10/100 = 50 г.

V(калиевого кубика) = l3 = 0,83 = 0,512 см3,

m(К) = V = 0,512•0,96 = 0,49 г.

0,49/78 = х/112, х = 0,7 г (mнов (KOH)).

0,49/78 = y/2, y = 0,013 г.

m(р-ра) = m1(р-ра KOH) + m(K) – m(H2) = 500 + 0,49 – 0,013 500,48 г,

2(KOH) = [m(KOH безводн.) + mнов(KOH)]/m(р-ра)• 100(%) = 50,7/500,48•100(%) = 10,13%.

Ответ. (KOH) = 10,13%.

5.

P + HNO3 (конц.) H3PO4 + NO.

Электронный баланс:

3P + 5HNO3 (конц.) 3H3PO4 + 5NO.

Для уравнивания числа атомов Н и О в левую часть уравнения необходимо добавить две молекулы воды:

3P + 5HNO3 + 2Н2О = 3H3PO4 + 5NO.

HNO3 (конц.) + S NO2 + H2SO4 + H2O.

Электронный баланс:

6HNO3 (конц.) + S = 6NO2 + H2SO4 + 2H2O.

6. Безусловно, слив растворы хлорида железа(III) и карбоната натрия, юный химик не смог бы получить карбонат железа(III). Дело в том, что хлорид железа(III) образован катионом слабого основания – Fe(OH)3 – и анионом сильной соляной кислоты. В растворе эта соль будет подвергаться гидролизу с образованием кислой среды. Карбонат натрия также будет подвергаться гидролизу. Он образован катионом сильного основания – NaОН – и анионом слабой угольной кислоты. Карбонат железа(III) образован анионом слабой кислоты – угольной – и катионом слабого основания – Fe(OH)3. Cоль Fe2(CO3)3 подвергается гидролизу, причем гидролиз будет протекать до конца:

2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2.

Гидроксид железа(III) Fe(OH)3 – осадок коричневого цвета. Карбонат железа (III) в растворе не существует.

Окончание следует

В.А.ДЕМИДОВ,
учитель химии Синегорской средней школы
(Нагорский р-н, Кировская обл.)