Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №48/2004

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ

Задачи с элементами
регионального компонента

Задания см. в № 43/2004

ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

 

ЗАДАЧА 1

Дано:

(NaCN) = 0,02%,
m(Au) = 112 г.

Найти:

m(р-ра NaCN),
m(Zn).

Решение

4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH,   (1)

2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au |2.                   (2)

Мольные соотношения NaCN, расходуемого в реакции (1), и Au, выделяющегося в реакции (2), можно представить схемой:

Из пропорции найдем:

х = 98•112/197 = 55,7 г NaCN.

Масса раствора:

m(р-ра NaCN) = m(в-ва)•100(%)/ = 55,7•100(%)/0,02(%) = 278 500 г = 278,5 кг.

Массу цинка y найдем согласно уравнению реакции (2):

Отсюда y = 18,48 г Zn.

Ответ. 278,5 кг р-ра NaCN, 18,48 г Zn.

Минерально-сырьевые отрасли создают экологический риск биологическим экосистемам, в частности лососевым, за которыми судьба – выживание людей на Камчатке. Сохранение девственных территорий способствует продуцированию природных экосистем.

ЗАДАЧА 2

Дано:

m(S) = 1 т.

Найти:

V(SO2).

Решение

Уравнения реакций в вулканических газах и парах:

SO2 + H2O = H2SO3,

H2SO3 + 2H2S = 3S + 3H2O.

Cхема заданного процесса:

Составим и решим пропорцию:

х = 22,4•1000/(3•32) = 233,3 м3 SO2.

Ответ. 233,3 м3 SO2.

ЗАДАЧА 3

Дано:

m(Fe, Al) = 2,3 г,
m(Fe2(SO4)3, Al2(SO4)3) = 12,6 г.

Найти:

m(Fe)
m(Al).

Решение

Cоставим схемы превращений металлов в их сульфаты:

Используя формулу m = М, составим и решим систему уравнений:

Отсюда m(Al) = 1,6 г, m(Fe) = 0,7 г.

Ответ. Алюминия растворено в озере больше, чем железа.

ЗАДАЧА 4

Дано:

с(H3BO3) = 200 мг/л,
m(воды р. Киревцы) = 10 л.

Найти:

m(В).

Решение

Напишем уравнения реакций для схемы превращений:

Cхема процесса для расчета:

Найдем массу Н3BO3 в 10 л воды речки Киревцы:

m = 0,2 г/(л)•10 (л) = 2 г.

Решаем пропорцию:

2 г H3BO3x г В,

62 г H3BO3 — 11 г В,

x = 0,35 г.

Ответ. m(B) = 0,35 г.

Лечебные свойства термальных вод речки Киревцы обусловлены специфическим составом. Медицина применяет подобные источники при заболеваниях органов движения, сухожилий, мышц, позвоночника, периферической нервной системы и кожи.

ЗАДАЧА 5

Дано:
m
(KIтабл) = 0,125 г,
m(р-ра KI) = 10 г,
(KI) = 1%.

Найти:
m
(KI) в растворе.

Решение

= m(в-ва)/m(р-ра)•100(%),

m(KI) = m(р-ра)•/100(%) = 10•1(%)/100(%) = 0,1 г.

Эта масса KI меньше, чем в таблетке.

Ответ. Для разового профилактического приема в ампуле KI недостаточно.

ЗАДАЧА 6

Дано:

с(SO2)опасное кол-во = 3 мг/м3 возд.,
m(S) = 30 г,
V(возд.) = 30 м3.

Найти:

n = c(SO2)фактич/с(SO2)опасное кол-во.

Решение

По уравнению реакции горения серы найдем массу х сернистого газа SO2, образующегося из 30 г серы:

x = 60 г SO2.

Содержание SO2 в 1 м3 воздуха погреба:

с(SO2)фактич = 60 (г)/30 (м3) = 2 г/м3,

n = 2 (г/м3)/0,003 (г/м3) = 667.

Ответ. Содержание SO2 в погребе превысило опасное количество в 667 раз.

В областях действующих вулканов атмосфера почти постоянно загрязнена газообразными продуктами: галогенами, серным, сернистым и углекислым газами, сероводородом, аммиаком и другими газами, а также микрокомпонентами мышьяка и бора. И это не проходит бесследно для здоровья людей, живущих в экстремальных зонах.

ЗАДАЧА 7

SO2 + Н2O = Н2SO3,

2SO3 + O2 = 2Н2SO4,

Н2SO3 + СаCО3 = СaSO3 + CO2 + H2O,

Н2SO4 + СаCО3 = СaSO4 + CO2 + H2O.

Дано:

m(известняка) = 22,2 г,
(СаCО3) = 90%,
m2SO4) = m2SO3).

Найти:

m2SO4),
m2SO3).

Решение

Обозначим количества веществ

2SO3) = х моль, 2SO4) = y моль

и запишем уравнения реакций:

m(СаСО3) = m(известняка)•(CaCO3)/100(%) =22,2•90(%)/100(%) = 20 г.

(СaCO3) = m/M = 20/100 = 0,2 моль,

2SO3) + 2SO4) = х + y = 0,2 моль.

Используя формулу m = M, составим систему уравнений и решим ее:

m(H2SO3) = 82•0,109 = 8,9 г,

m(H2SO4) = 98•0,091 = 8,9 г.

Ответ. m(H2SO3) = m(H2SO4) = 8,9 г.

Вулканы, как гигантские металлургические заводы, непрерывно выбрасывают в окружающую среду большие количества оксидов серы, углекислого газа, которые, взаимодействуя с влагой воздуха, выпадают в виде осадков. Кислотные дожди могут разрушать скорлупу яиц гнездовых птиц.

ЗАДАЧА 8

Дано:

m(Al(OH)3, PbCO3) = 10 г,
m(остатка) = 15,56 г.

Найти:

m(Al2(SO4)3),
m(PbSO4).

Решение

Составим уравнения реакций:

Обозначим через х моль количество вещества (Al2(SO4)3, тогда количество вещества исходного гидроксида (Al(OН)3) = 2х моль. Другая неизвестная величина: y = (PbCO3) = (PbSO4).

Используя формулу m = M, составим систему уравнений и решим ее:

m(Al2(SO4)3) = 0,0255•342 = 8,72 г,

m(PbSO4) = 0,0226•303 = 6,85 г.

Ответ. 8,72 г Al2(SO4)3, 6,85 г PbSO4.

При закислении водоемов из природных пород высвобождаются ионы тяжелых металлов и алюминия, которые и способствуют гибели рыб. Непомерно больший ущерб лососевому хозяйству Камчатки приносит браконьерство.

ЗАДАЧА 9

Дано:

m(известняка) = 150 г,
(CaCO3) = 85%,
m(гейзерита) = 100 г,
(SiO2) = 90%.

Найти:

m(СаSiO3).

Решение

Найдем массы чистых веществ в минералах, используя формулу m(в-ва) = m(смеси)•/100(%):

m(СaCO3) = 150•85(%)/100(%) = 127,5 г,

m(SiO2) = 100•90(%)/100(%) = 90 г.

Составим уравнение реакции и подставим эти данные в химическое уравнение:

Найдем, какое вещество полностью вступает в реакцию, используя формулу = m/М:

(СaCO3) = 127,5/100 = 1,275 моль,

(SiO2) = 90/60 = 1,5 моль.

По химическому уравнению количества веществ должны быть одинаковы, следовательно,
СaCO3 – в недостатке. Расчет ведем по веществу, взятому в недостатке:

127,5 г CaCO3х г СaSiO3,

100 г CaCO3 – 116 г СaSiO3.

Отсюда х = 147,9 г.
Ответ. 147,9 г СaSiO3.

Вулканы выбрасывают на поверхность Земли огромное количество твердых, жидких и газообразных продуктов. В результате вулканической деятельности образуются многие виды полезных ископаемых: базальты, андезиты, пемза, дациты. Эти вулканические камни, содержащие кремнезем (SiO2), широко используются в строительном деле, для производства разнообразной посуды и всевозможных кислотоупорных изделий.

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