РЕШЕНИЕ ЗАДАНИЙ 1 ТУРА

Реклама
ОТВЕТЫ I ТУРА ОБЛАСТНОЙ ЗАОЧНОЙ ШКОЛЫ
ОЛИМПИЙСКОГО РЕЗЕРВА РНПЦ "ЕРТІС ДАРЫНЫ"
НА 2013-2014 УЧЕБНЫЙ ГОД
ХИМИЯ
8 класс
1. Нет, т.к. известняк – это карбонат кальция CaCO3, а известь – это
продукт обжига известняка – CaO
CaCO3→ CaO + CO2
CaO – негашеная известь
CaO + H2O →Ca(OH)2 (гашенная известь)
2. Реакция может идти с образованием либо средней соли, либо кислой
2NaOH + H2S = Na2S + 2H2O (1)
2 моль 1 моль 1 моль
NaOH + H2S = NaHS + H2O (2)
1 моль 1 моль 1 моль
Количество H2S равно 44,8л / 22,4 л/моль = 2 моль. Количество NaOH равно
0,2·300г / 40 г/моль = 1,5 моль. Учитывая избыток и недостаток исходных
веществ, расчёт делаем по уравнению (2) (NaOH в недостатке). Получается 1,5
моль гидросульфида натрия.
Масса NaHS = ν ·М = 1,5 моль·56 г/моль = 84г
3. Процесс идёт по уравнению:
2Ме + 2H2O = 2МеОН + Н2
где Ме – это Li, Na, или K.
Если вступают в реакцию одинаковые количества металлов, то во всех 3-х
случаях получатся одинаковые количества Н2, а именно 22,4 / 2 = 11,2л.
Если расчёт вести на равные массы металлов, то количество их будет
разным.
ν (Li) = 1г / 7 г/моль = 0,143 моль
ν (Na) = 1г / 23г/моль = 0,043 моль
ν (К) = 1г / 39г/моль = 0,026 моль
а водорода получится в 2 раза меньше. Следовательно, больший объём
водорода выделится (ν·22,4 л/моль) при опускании в воду 1г лития.
4. Сода – карбонат натрия Na2 CO3. М = 106 г/моль. Поташ – карбонат калия
К2 CO3. М = 138 г/моль.
Me2CO3 + H2SO4 = Me2SO4 + H2O + CO2
1 моль 1 моль 1 моль
Количество серной кислоты равно 0,49·200 / 98 = 1 моль, значит
количество соды и поташа тоже должно быть 1 моль.
m (соды) = ν ·М = 1 моль·106 г/моль = 106г
m (поташа) = ν ·М = 1 моль·138 г/моль = 138г
5. №24 – это хром. Хром стоит в VI группе, значит высший оксид хрома
CrO3. Этому оксиду соответствует гидроксид H2CrO4, который является
кислотой.
6. Бертолетова соль KClO3. M = 122,5 г/моль. Питьевая сода NaHCO3. M =
84 г/моль.
KClO3 - хлорат калия.
NaHCO3 – гидрокарбонат натрия.
ν (KClO3) = 1000г / 122,5 г/моль = 8,1633 моль
ν (NaHCO3) = 1000г / 84г/моль = 11,9048 моль
Так как ν(О) в 1 моль обеих солей равно 3, т.е. одинаково,то число атомов
(О) в NaHCO3 будет больше (11,9048·3моль·6,02·1023моль ) = 215·1023
9 класс
1.
Уравнение реакций лития с водой
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2
2 моль 2 моль 2 моль 1 моль
Составим пропорцию 2 моль LiOH соответствует 1 моль H2
0,25 моль LiOH -----х моль H2
1моль любого газа при н.у. Занимает объем 22,4 л. Тогда объем водорода
будет равен : V = υ * Vм ; V = 0,125моль * 22,4 л/моль = 2,8 л
Ответ: 2,8 л.
2. При прокаливании смеси (NH4)2SO4 и NaNO3 происходят следующие
реакции:
t
(NH4)2SO4 = 2NH3↑ + SO3↑ + H2O↑
все газы
М = 132 г/моль
m = 13,2 г
υ = 13,2 / 132 = 0,1 моль
t
2 NaNO3 = 2 NaNO2 + O2
M = 85 г/ моль М = 69 г/моль
υ = 17/85 = 0,2 моль
Тогда и твердого вещества NaNO2 будет 0,2 моль
m( NaNO2 ) = 0,2 моль * 69 г/моль = 13,8 г
Ответ: 13,8 г
3. Царская водка — смесь 3HCl + HNO3 обладает более выраженными
окислительными свойствами.
Азотная кислота HNO3 под названием разделительной жидкости
применяют для отделения золота от серебра: серебро растворяется, а золото нет.
Зато золото растворяется в царской водке — смеси концентрированных
азотной и солной кислот в отношении по объему 1: 3. Царская водка выделяет
нитрозилхлорид NOCl и Cl2
HNO3 + 3HCl = NOCl и Cl2 + H2O
Под действием которых благородные металлы переходят в хлориды
Au + 3HCl + HNO3 = AuCl3 + NO + 2H2O
М(Au) = 197 г/моль
υ(Au) = 19,7г /197 г/моль = 0,1 моль
AuCl3 тоже будет 0,1 моль
М(AuCl3) = 303,5 г/моль
m = 0,1 моль * 303,5 г/моль = 30,35 г
Ответ: 30,35 г
4. Если при сгорании вещества получается P2O5 и H2O,значит сгорело
вещество PHx
2PHx + O2 = P2O5 + H2O
(1)
М(P2O5 ) = 142 г/моль
υ(P2O5 ) = 14,2 г/ 142 г/моль = 0,1 моль
υ(PHx) = 2 * 0,1 = 0,2 моль
υ(H2O) = 5,4 г / 18 г/моль = 0,3 моль. Х = 3.
Формула вещества PH3
М(PH3 ) = 34
υ(PH3 ) = 6,8 / 34 = 0,2 моль
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
(1а)
0,2 моль
0,1 моль 0,3 моль
P2O5 + 3H2O = 2 H3PO4
(2)
0,1 моль 0,3 моль 0,2 моль
Получается 0,2 моль H3PO4. С NaOH фосфорная кислота может
взаимодействовать с образованием кислых и средних солей.
H3PO4+ NaOH = NaH2PO4 + H2O (3)
1 моль 1 моль 1 моль
H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O (4)
1 моль 2 моль
1 моль
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O (5)
1 моль 3 моль
1 моль
Чтобы выбрать уравнение, нужно посчитать количество добавленной
щелочи.
M (NaOH) = 37 г * 32 % / 100% = 11,84 г
υ(NaOH) = 11,84 / 40 = 0,3 моль
Взаимодействие по уравнению (3).
Так как υ(H3PO4) 0,2 моль, то NaOH прореагирует тоже 0,2 моль и
NaH2PO4 образуется 0,2 моль и останется 0,1 моль NaOH (избыток)
NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O
0,2 моль 0,1 моль 0,1 моль
0,1 моль
И остается 0,1 моль NaH2PO4
М ( NaH2PO4 ) = 120 г/ моль
М ( NaH2PO4 ) = 142 г/ моль
Объем раствора V = 5,4 мл + 37 мл + 0,32 + 0,18 = 42,9 мл = 0,0429 л
с ( NaH2PO4 ) = 0,1 / 0,0429 = 2,33 моль / л
m (NaH2PO4) = 0,1 * 120 = 12 г
m ( NaH2PO4 ) = 0,1 142 = 14,2 г
m ( р-ра) = 37 мл * 1 г/ мл + 14,2 + 5,4 = 56,6г
ώ (NaH2PO4) = 12 / 56,6 = 0,212 (21,2 %)
ώ ( Na2HPO4 ) = 14,2 / 56,6 = 0,251 (25,1%)
Ответ: вещество PH3 ; с ( обеих солей) = 2,33 моль/л; ώ ( NaH2PO4 ) = 21,2
%;
ώ ( Na2HPO4 ) = 25,1%
5.
DH2 = M газа /М (Н2) ; М ( Н2 и N2 ) = 4,25 * 2 = 8,5
Для газов объемную долю φ можно заменить объемной долей х, т.к они
равны
Мср = φ (Н2) * М (Н2) + φ( N2) * М ( N2) = φ (Н2) * 2 + [1- φ (Н2)] * 28 =
2* φ (Н2) + 28 – 28 φ (Н2); 8,5 = 2х + 28 — 28х ; 19,5 = 26х ; х = 0,75
Объемная доля Н2 в первой смеси равна 75%, а N2 — 40-30 = 10 л
При добавлении к первоначальной смеси 20 л азота объемные доли обоих
газов стали одинаковы (каждого по 30 л)
М ср новой смеси = 0,5 * 2 + 0,5 * 28 = 15
D Н2 = 15/2 = 7,5
Dвозд = 15/29 = 0,517
Ответ: D Н2 = 15/2 = 7,5
Dвозд = 15/29 = 0,517
10 класс
1. М ((NH4)2SO4) = 132 г/моль
υ ((NH4)2SO4) = 13200/132 г/моль = 100 моль
1 моль ((NH4)2SO4) содержит 2 моль N
100 моль – х моль
х = 200 моль
m (N) = υ * M = 200 моль * 14г/моль = 2800г N
ω (N) = m(N)/m угля;
(2,8 кг)
ω (N) = 2,8 кг/1000кг = 0,0028 (0,28%)
Ответ: 0,28%
2. Уравнение горение алкана
1 моль
2 моль
CnH2n+2 + O2 → nCO2 + (n+1) H2O
2 моль
2 моль 4 моль
υ (H2O) = 72г/18г/моль = 4 моль
Значит n = 2-1=1
υ (CO2) = 2 моль
CO2 + 2KOH = K2CO3 + H2O
υ (KOH) = 224г/56 г/моль = 4 моль
тогда υ (CO2) будет 2 моль
При сжигании 2 моль CnH2n+2 образуется 2n CO2,
если n=1, получается 2 моль СО2
Формула вещества СН4 (n=1)
Можно решать так:
CnH2n+2 + 3n+1/2O2 = nCO2 + 2n+2/2 H2O
По условию задачи 2 моль алкана образует
υ (H2O) = 72г/18г/моль = 4 моль
υ (KOH) = 224г/56 г/моль = 4 моль
CO2 + 2KOH = K2CO3 + H2O
2 моль
4 моль
Если n=1, формула алкана СН4
Ответ: CH4
3. Формула 2,2,3 — триметилгексана
CH3
│
H3C ─ C ─ CH ─ CH2 ─ CH2 ─ CH3
│
│
CH3 CH3
C9H20 – это алкан
C9H20 + 14O2 = 9CO2 + 10H2O
1 моль
9 моль
М (C9H20) = 128 г/моль
υ (C9H20) = m/M = 6,4г/128 г/моль = 0,05 моль
По пропорции 1 моль C9H20 образует 9 моль СО2
0,05 моль
–
х моль
Находим количество СО2 = 0,05*9/1 = 0,45 моль
СО2 + NaOH → NaHCO3
2(2n+2/2)=4 моль
2n = 2; n=1
1 моль 1 моль 1 моль
На 0,45 моль СО2 расходуется 0,45 моль NaOH
C = υ / v; v = υ /C; v = 0,45моль / 0,25 моль/л = 1,8л
Ответ: 1,8 л
4. А) Al → Al (OH)3 → KАlO2 → KOH
2) H2O, KOH, H2O
1) 2 Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
(Al без оксидной
пленки)
2) Al(OH)3 + KOH → KАlO2 + 2H2O
сплавление
3) 2KAlO2 + H2O → Al2O3 + 2KOH
н.р. в воде
Б) HСl → Cl2 → KСlO3 → Cl2
1) KМnO4, KOH, HСl
1) 16 HСl + 2 KМnO4 → 5Cl2 + 2MnCl2 + 8H2O + 2KCl
5 │ 2Cl- -2e → Cl0
2 │ MnO4- + 8H+ +5 → Mn2+ + 4H2O
10 Cl- + 2MnO4- + 16H+ → 5Cl2 + 2Mn2+ + 8H2O
нагревание
2) 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KСlO3 + 3H2O
5│ Cl0 + 1e → Cl1│ Cl0 + 6OH- -5e → ClO3- + 3H2O
3Cl20 + 6OH- → 5Cl- + ClO3- + 3H2O
3) KСlO3 + 6 HСl → KСl + 3Cl2 + 3 H2O
│ClO3-+ 6H +5e → Cl0 + 3H2O
5│ Cl- -1e → Cl0
ClO3- + 6H+ + 5Cl- → Cl20 + 3H2O
B) H2S → S → SO2 → H2SO4
4) Cl2, O2, HсlO3
1) H2S + Cl2 → S + 2HCl
H2S -2e → S0 + 2H+
Cl20 + 2e → 2ClH2S + Cl2 → S + 2HCl
2) S + O2 → SO2
3) 5SO2 + 2HClO3 + 4H2O → 5H2SO4 + Cl2
5 │ SO 2 + H2O – 2e → SO42- + 4H+
1 │ 2ClO3 - + 12H+ + 10e → Cl2 + 6H2O
5SO2 + 10H2O + 2ClO3- +12H+ = 5SO42- + 20H+ + Cl2 + 6H2O
Г) FeCl2 → FeCl3 → Fe2 (SO4)3 → Fe
5) Cl2, H2SO4, Zn
1)
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
2)
2FeCl3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6HCl
3)
Fe2(SO4)3 + 3Zn → 3ZnSO4 + 2Fe
3+
1 │ 2Fe + 6e → 2Fe0
3 │ Zn0 – 2e → Zn 2+
2Fe3+ + 3Zn = 2Fe0 + 3Zn 2+
5. Из раствора Na2SO4 ионы не вступают в ОВР. Получается
гальванический элемент, на никелевой пластинке идет реакция
Ni0 -2e → Ni2+ (анодное окисление)
Ag в ОВР не вступает, а является проводником (от Ni по медной проволоке
электроны переходят на Ag (на катод)). На катоде идет восстановление воды.
2H2O + 2e → H2 + 2OHВ растворе остаются ионы Na+, SO42- и образуется осадок гидроксида никеля.
11 класс
1.
По описанию вещества можно предположить, что это вещество
NH4Cl. Он возгоняется при нагревании и гидролизуется.
t
NH4Cl → NH3↑ + HCl↑
+
+
NH4 + HOH → NH4OH + H (кислая среда)
DH2 = 13,4 , тогда М (паров) = 13,4 * 2 = 26,8 ; а М(NH4Cl ) = 53,5 и DH2
должно быть равно53,5 / 2 = 26,8 , а по условию задачи 13,4. Однако, если
вспомнить, что возгоняясь NH4Cl разлогается на 2 газообразных вещества NH3 и HСl, то плотность его паров уменьшится в 2 раза. 26,8 / 2 = 13,4
Ответ: вещество х - NH4Cl
2.
Уравнение распада радона
222
210
4
Rn → Pb + 32(He) + 2β + nγ
86
82
2
Из одного атома Rn получается 3 ядра атома Не, т. е. 1 моль Rn дает 3
моль Не — объем увеличится в 3 раза (объемом образующегося Pb можно
принебречь)
За 7,6 дня — это 2 периода полураспада, распадается ½ + ½ * ½ = ¾
имевшегося Rn. Исходный Rn при н.у. Занимал объем:
0,0098 г * 22,4 / 222 г/моль = 1 мл.
Через 7,6 дня его останется 0,25 мл и образуется 0,75 * 3 = 2,25 мл Не.
Значит, оставшийся Rn и образующийся Непри н.у. Будут занимать объем 0,25
+ 2,25 = 2,5 мл, но т. к. объем ампулы1 мл, давление станет 2,5 атосферы.
Ответ: давление 2,5 атмосферы (2,5 * 101325 Па)
3.
Обозначим соответственно через х и у количество молейатомов
алюминия и хрома в смеси нитратов. При действии на эту смесь
аммиакомсогласно уравнениям реакции
Al(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4NO3
Cr(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O = Cr(OH)3↓ + 3NH4NO3
образуется х моль гидроксида алюминия и у моль гидроксида хрома. На
осаждение х моль Al(OH)3 и у моль Cr(OH)3 расходуется соответственно
67,2х л (22,4 * 3х) и 67,2у л (22,4 * 3у) аммиака. Общий объем аммиака равен:
67,2х + 67,2у = 1,68 (1)
При прокаливании гидроксиды разлогаются согласно уравнениям
реакций:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O
Расчитаем массу образовавшихся оксидов:
из 2 моль Al(OH)3 образуется 102г Al2O3
х
а
а = 51х г Al2O3
из 2 моль Cr(OH)3 образуется 152г Cr2O3
у
в
в = 76у г Cr2O3
Суммарная масса оксидов равна:
51х + 76у = 1,53 (2)
Решая систему уравнений (1) и (2), находим: х = 0,015 моль атомов
алюминия, у = 0,01 моль атомов хрома.
Ответ: Масса алюминия равна 0,405г (27 * 0,015), масса хрома — 0,52г
(52 * 0,01)
4.
K2S + 2H2O = 2KOH + S + H2 (электролиз раствора)
4KOH = 4K + O2 + 2H2O (электролиз расплава)
K + O2 =KO2
KO2 + 3K = 2K2O
2KO2 + 2H2O = 2KOH + H2O2 +O2
2K = H2 = 2KH
S + O2 = SO2
SO2 + O2 = 2SO3
SO2 +H2O = H2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
SO2 + KOH = KHSO3
SO2 + 2KOH = K2SO3 + H2O
SO3 + KOH = KHSO4
SO3 + 2KOH = K2SO4 + H2O
H2 + S =H2S
или
K2S + H2SO4 = H2S + K2SO4
KOH + H2S = KHS + H2O
3O2 = 2O3
H2SO4 +nSO3 = H2SO4 * nSO3
5.
Определяем простейшую формулу вещества А. Для этого
рассчитаем количество граммов углерода, водорода и кислорода, содержащихся
в 0,384 г вещества:
в 44 г СО2 содержится 12 г углерода
1,32 г
хг
х = 0,36 г углерода
в 18 г H2O содержится 2 г водорода
0,216г
уг
у = 0,024г водорода
Суммарная масса углерода и водорода равна 0,384 г (0,36 + 0,024).
Следовательно, в состав вещества А не входят атомы других элементов.
Отношение мас С : Н = 0,36 : 0,024. Атомное отношение 0,36/12 : 0,024/1 = 5:4.
Простейшая формула С5Н4
Молекулярная масса, найденная по простейшей формуле, равна 64 у.е.
Истинная молекулярная масса равна 128 у.е. (64 *2). Следовательно, вещество А
имеет формулу С10Н8
Анализируя эмпирическую формулу вещества А (С10Н8) и данные
задачи, можноприйти к выводу, что исходное соединение А является
бициклической ароматической системой, например:
Однако при окислении соединения А для образования двух молей
углекислого газа и дикарбоновойкислоты, способной превращаться в ангидрид,
требуется орто-сочленение, т. е. Наличие в ядре в качестве заместителей двух
рядом стоящих атомов углерода. Этому условию отвечает структура нафталина,
который при окислении над V2O5 кислородом превращается во фталевую
кислоту, теряющую воду при нагревании с образованием фталевого ангидрида:
При обработке фталевого ангидрида аммиаком получается фталимид
(вещество Д)
Скачать