Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №43/2004

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ

Задачи с элементами
регионального компонента

Меня очень интересуют в предметных периодических изданиях публикации на экологическую тему и о состоянии природы регионов России. В моем детстве питьевая и речная вода была чистой. Сейчас на моей малой родине питьевая вода продается в бутылях, а река (приток Амура) – болото. Такая же катастрофа может случиться и в природе Камчатки – уникальном парке России. Хотя необратимый процесс уже происходит…
Камчатка является самой восточной окраиной России и входит в географическую зону, близкую по природным условиям к районам Крайнего Севера. Природа здесь особенно ранима: любое неконтролируемое воздействие может оказаться губительным для флоры и фауны полуострова и для людей, живущих в экстремальных условиях. Поэтому особенно важно в учебно-воспитательном процессе общеобразовательных школ уделить больше внимания изучению природы родного края, формированию экологического сознания личности. С этой целью я предлагаю химические задачи с элементами регионального компонента.

Задача 1. Широко распространенный цианидный способ извлечения золота из руд состоит в том, что измельченную руду обрабатывают слабым раствором цианида натрия. Золото переходит в раствор, т.к. образуется комплексное соединение золота(I) по схеме:

4Аu + 8NаСN + 2Н2O + О2 = 4Nа[Аu(СN)2] + 4NаОН.

Из раствора золото выделяют металлическим цинком по схеме:

2Nа[Аu(СN)2] + Zn = Na2[Zn(СN)4] + 2Аu.

Определите массы раствора цианида натрия с массовой долей 0,02% и цинка, необходимых для получения золота массой 112 г.
Допустимы ли экологически золоторазработки на полуострове Камчатка (в Быстринском природном парке, в частности)?

Задача 2. Сера – один из очень важных компонентов вулканических извержений. Содержание серы в рудах месторождения вулкана Мутновского, расположенного в пределах Южной Камчатки, – 20–30%, а местами – 50%. Формирование отложений серы происходит в несколько этапов: сернистые фуморолы*, вступая в реакцию с водой, образуют вначале сернистую кислоту, в последующем сернистая кислота вступает в реакцию с сероводородом, и в конечном итоге выпадает сера.
Напишите схемы этих реакций и рассчитайте, из какого объема диоксида серы (н.у.) получается 1 т серы.

Задача 3. Кратерное озеро Малый Семячик на Камчатке весьма насыщено серной кислотой, поэтому вода его очень агрессивна. В 1 л озерной воды растворено 2,3 г железа и алюминия, причем содержится 12,6 г их сульфатов.
Какого металла больше в этом озере?

Задача 4. Более 200 лет известны лечебные воды речки Киревцы (Срединный хребет Камчатки). В горячих водах Киревцы содержится борная кислота (до 200 мг/л), фтор (до 3 мг/л), мышьяк
(8–12 мг/л) и ртуть (следы).
Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

H3BO3 B2O3 B.

Какое количество бора можно получить из 10 л воды Киревцы с содержанием Н3ВО3 200 мг/л?

Задача 5. При радиационно опасных вулканических выбросах в пылевом облаке может находиться радиоактивный йод-131, период полураспада которого 8 дней. Попадая в организм человека с пищей или через органы дыхания, йод-131 поражает щитовидную железу. Эффективным средством защиты при этом служит прием внутрь лекарственных препаратов стабильного йода: таблетки (0,125 г) йодида калия.
Содержится ли в ампуле с 10 г раствора 1%-го йодида калия достаточное количество соли для разового профилактического приема?

Задача 6. Человек начинает ощущать едкий запах диоксида серы, если в 1 м3 воздуха содержится 3 мг этого вредного газа. При вдыхании воздуха с таким содержанием SO2 в течение пяти минут у человека начинается ларингит – воспаление слизистой оболочки гортани.
При окуривании погреба (30 м3) от микроорганизмов сожгли 30 г серы. Во сколько раз содержание сернистого газа превысило опасное количество SO2?
Оказывает ли вредное воздействие на жителей Камчатки продукт вулканической деятельности диоксид серы?

Задача 7. Каким образом выбросы оксида серы(IV) при вулканических извержениях могут повлиять на численность глухарей, обитающих в лесах Камчатки?
Приведите уравнения реакций, позволяющих осуществить следующие превращения и решить задачу:

Cколько граммов серной и сернистой кислот потребуется для растворения 22,2 г известняка с массовой долей карбоната кальция 90%, если в реакцию вступают одинаковые по массе их количества?

Задача 8. В лабораторных условиях 10 г смеси гидроксида алюминия и карбоната свинца(II) обработали избытком раствора серной кислоты. При выпаривании раствора было получено 15,56 г сухого остатка. Определите состав полученной смеси солей.
Такие же процессы протекают и в природе Камчатки. При закислении водоемов в тканях организмов, в частности рыб, накапливаются загрязняющие вещества.
Появление ионов каких химических элементов в воде приводит к гибели рыб?

Задача 9. Весьма характерны для долины реки Гейзерной так называемые гейзериты. Это кремнистые отложения (SiO2 – 85–92%), которые образуются вокруг воронок гейзеров.
В лаборатории сплавили природный известняк массой 150 г (содержание СаСО3 – 85%) с гейзеритом массой 100 г (SiO2 – 90%). Какую массу силиката кальция получили?


* Фуморолы – выходы горячего вулканического газа и пара из трещин, каналов, а также неостывших лавовых потоков.

ЛИТЕРАТУРА

Рудич К.Н. Каменные факелы Камчатки. Новосибирск: Наука, 1987;
Покровская М.В., Бьяжева В.А. Региональный компонент. Петропавловск-Камчатский:
Изд-во ИУУ, 1995;
Баганина А.В. Обновление содержания химического образования в 2003–2004 учебном году. Информационный бюллетень: ИУУ г. Петропавловск-Камчатский.

Ответы и решения см. в следующих номерах

Л.А.НУЯНЗИНА,
учитель химии школы № 5
(г. Ключи, Камчатская обл.)