Уважаемые юные химики!

Уважаемые юные химики!
Поздравляем Вас с окончанием учебного года. Желаем Вам хорошо
отдохнуть и набраться сил. Проведите каникулы с пользой и расширьте
свой кругозор. Школа юного химика предлагает Вам в свободное время
выполнить химические задания. Ответы присылайте до 1 сентября.
Победителя ждет приз. Учитывается правильность решения и
креативное оформление работы.
Задание 1. Какой металл?
Когда учитель химии получил для школьной выставки образцы трех
металлов – алюминия, цинка и серебра, оказалось, что этикетки утеряны. Что
же делать? При помощи напильника были получены порошки каждого из
металлов, а потом проведено их испытание действием концентрированных
соляной и азотной кислот и концентрированным раствором гидроксида
натрия. Результаты наблюдений учитель занес в таблицу (знак «+» означает,
что реакция протекает, знак « - » - отсутствие реакции):
Номер образца металла
1
2
3
Азотная кислота
РЕАГЕНТЫ
Соляная кислота
Гидроксид натрия
+
+
+
+
+
+
Какие металлы обозначены в таблице под номерами 1, 2, 3?
Напишите уравнения протекающих реакций.
Предложите свои методы определения алюминия, цинка и серебра.
Задание 2. Разгадайте химический кроссворд по теме «Алюминий.
Железо».
По горизонтали: 2. Al + O2 → … . 4. Вещество, молекула которого состоит из
атомов одного химического элемента. 5. Смесь Fe3O4 c порошком алюминия, которую
используют для сварки стальных изделий. 6. Окраска комплексной соли, которая
используется для качественного определения иона Fe3+. 11. Процесс самопроизвольного
разрушения металла, который протекает под действием факторов внешней среды. 13. Fe +
CuSO4 → FeSO4 + … . 15. Fe3O4. 16. Покрытие железа слоем олова (способ защиты от
коррозии). 18. Щелочной металл.
По вертикали: 1. Горная порода, из которой получают алюминий. 3. Природный
минерал, содержащий железо. 4. FeS2. 7. Al + NaOH + H2O → … + H2. 8. Степень
окисления железа. 9. Более активный металл, который используют для защиты другого
металла от коррозии. 10. Fe + H2O → Fe3O4 + … . 12. Сплав на основе железа. 14. Металл,
в ядре которого 13 протонов. 17. Степень окисления железа в соединении FeO.
Задание 3. Вспомните решение некоторых задач и решите сами.
Задачи на расчет количественных характеристик вещества
Задача 1. Какую массу будет иметь азот, занимающий объем 30 л при н.у.?
Решение
V (N2 )
30

 1,34 моль
Vm
22,4
Масса 1,34 моль N2 при н.у. составит:
m( N 2 )   ( N 2 )  M ( N 2 )  1,34  28  37,52г
Ответ: m(N2) =37,52 г.
Задача 2. Сравните количество молей и молекул, содержащихся в 1 л паров воды
приведенных к н.у. и 1 л воды с плотностью 1 г/мл.
 (N2 ) 
Решение
1 моль паров воды при н.у. занимает объем 22,4 л,
V ( H 2 O)
1

 0,045 моль
Vm
22,4
Количество молекул в данном объеме составит:
N1 ( H 2 O)   ( H 2 O)  N A  0,045  6,02 10 23  0,27 10 23 молекул
Масса 1 л воды с плотностью 1 г/мл составит:
m( H 2O)  V ( H 2O)    1000 1  1000г
m( H 2 O) 1000
 2 ( H 2 O) 

 55,56 моль
M ( H 2 O)
18
Количество молекул в 55,56 моль воды составит:
N 2 ( H 2 O)   ( H 2 O)  N A  55,56  6,02 10 23  3,34 10 25 молекул
Ответ: 1=0,045 моль, N1=0,271023 молекул,
2=55,56 моль, N2=3,341025 молекул.
тогда:
 1 ( H 2 O) 
Задачи для решения
1.
2.
Какой объем займут 1,81022 молекул оксида углерода (IV)? Найдите их массу.
Какую массу имеют 2,8 л N2?
Одинаковое ли число молекул: а) в 0,5 г азота и 0,5 г метана; б) в 0,5 л азота и в 0,5
метана. Ответ подтвердите расчетом.
Задачи на вывод формул соединений
Задача 1. Массовые доли углерода, кислорода и хлора в фосгене равны соответственно:
12,12%, 16,16%, 71,72%. Определите простейшую формулу фосгена.
Решение
Вещество имеет формулу вида: СxOyClz.
Возьмем 100 г вещества фосгена, тогда m(С)=12,12 г, m(O)=16,16 г, m(Cl)=35,5 г.
m(C ) 12,12
 (C ) 

 1,01моль
M (C )
12
m(O) 16,16
 (O) 

 1,01моль
M (O)
16
m(Cl ) 71,72
 (Cl ) 

 2,02 моль
M (Cl ) 35,5
(С):(О):(Сl)= 1,01:1,01:2,02= 1:1:2
Следовательно, простейшая формула фосгена COCl2
Ответ: COCl2
Задача 2. При взаимодействии 1,12 г металла с хлором получили 3,25 г хлорида металла
(III). Какой это металл?
Решение
2Me + 3Cl2  2MeCl3
m(Cl)=m(MeCl3)-m(Me)=3,25-1,12=2,13 г
m(Cl ) 2,13
 (Cl ) 

 0,06 моль
M (Cl ) 35,5
Из уравнения реакции находим количество вещества металла:
0,06  2
 ( Me) 
 0,02 моль
6
m( Me) 1,12
M ( Me) 

 56г / моль - это железо.
 ( Me) 0,02
Ответ: Fe.
Задача 3. Ароматический углеводород (гомолог бензола) массой 5,3 г сожгли, получив 8,96
л CO2. Определите формулу ароматического углеводорода.
Решение
Общая формула соединений гомологического ряда бензола – CnH2n-6., тогда
молярная масса будет равна:
M(CnH2n-6)=12n+1(2n-6)=14n-6.
V (CO2 ) 8,96
0,4
моль
 (CO2 ) 

 0,4 моль , тогда  ( углеводорода) 
n
Vm
22,4
m( углеводорода)
5,3
Но, ( углеводорода) 

моль ,тогда
M ( углеводорода) 14n  6
0,4
5,3
;  n=8;

n
14n  6
Следовательно, Формула ароматического углеводорода С8Н10.
Ответ: С8Н10
Задача 4. При сжигании 3 г вещества А получили 1,12 л оксида углерода (IV), 1,12 л азота
(н.у.) и 1,8 г воды. Установите формулу вещества А.
Решение
Определим количество оксида углерода:
(CO2) = V(CO2)/Vm,
(CO2) = 1,12/22,4 = 0,05 моль
Но (C) = (CO2) = 0,05 моль,
тогда m(C) = (C)M(C) = 0,0512 = 0,6 г.
Определим количество азота:
(N2) = V(N2)/Vm,
(N2) = 1,12/22,4 = 0,05 моль
Но (N) = 2(N2) = 20,05 = 0,10 моль,
тогда m(N) = (N)M(N) = 0,1014 = 1,4 г.
Определим количество воды:
(H2O) = m(H2O)/M(H2O)
(H2O) = 1,8/18 = 0,10 моль
Но (H) = 2(H2O) = 20,10 = 0,20 моль,
тогда m(H) = (H)M(H) = 0,201 = 0,2 г.
Сумма масс элементов углерода, азота и водорода равна
m1 = 0,6 г + 1,4 г +0,2 г = 2,2 г,
что меньше массы сожженной навески. Следовательно, в состав вещества входил
кислород, причем масса его составит 3,0 г – 2,2 г = 0,8 г.
Определим количество кислорода:
(O) = m(O)/M(O)
(O) = 0,8/16 = 0,05 моль.
Следовательно, вещество А должно иметь состав СсНhOoNn, причем
соотношение индексов равно:
c:h:o:n = n(C):n(H):n(O):n(N) = 0,05:0,20:0,05:0,10 =1:4:1:2,
т.е. формула вещества А СH4ON2 - мочевина (NH2)2CO.
Ответ: (NH2)2CO
Задачи для решения
1.
2.
3.
Массовые доли натрия, азота и кислорода в чилийской селитре равны
соответственно: 27,06%, 16,47%, 56,47%. Установите ее химическую формулу.
При сжигании 224 мл газа (н.у.) получено 896 мл (н.у.) СО2 и 0,9 г воды.
Относительная плотность газа по водороду равна 29. Определите формулу газа.
При пропускании 2 л воздуха (н.у.) через склянку с концентрированной серной
кислотой масса ее увеличилась на 0,2 г. Вычислите массовую долю водяных паров в
воздухе. Среднюю молярную массу воздуха принять равной 28,9 г/моль.
Задачи на расчет по химическим формулам
Задача 1. Сколько г меди можно получить, восстанавливая 16 г оксида меди (II)?
Решение
В соответствии с химической формулой 1 моль CuO содержит 1 моль Cu.
m(CuO) 16
 (CuO) 

 0,2 моль
M (CuO) 80
 (CuO)   (Cu)  0,2 моль
m(Cu)   (Cu)  M (Cu)  0,2  64  12,8г
Ответ: m=12,8 г
Задача 2. Вычислите массовую долю углерода в карбиде кальция.
Решение
Возьмем для расчета 1 моль карбида кальция, тогда
m(CaC2 )   (CaC2 )  M (CaC2 )  1 64  64г
Из формулы карбида кальция видно, что количество вещества атомного углерода в
два раза больше количества вещества CaC2, тогда:
 (С)  2 (CaC2 )  2 моль
m(C )   (C )  M (C )  2  12  24г
Находим массовую долю углерода в карбиде:
m(C )
24
 (C ) 

 0,375или 37,5%
M (CaC 2 ) 64
Ответ: =37,5%
Задачи для решения
1. Сколько кг железа можно получить из 100 кг магнитного железняка Fe3O4?
2. Вычислите массовые доли углерода, водорода и кислорода в глюкозе.
3. Какая масса марганца может быть получена из смеси оксида марганца (III) и оксида
марганца (IV) массой 500 г? Массовая доля Mn2O3 в смеси составляет 80%, а MnO2 –
20%.
4. Какие из перечисленных газов легче воздуха: оксид углерода (II), оксид углерода (IV),
неон, ацетилен, метан, бутан? Ответ подтвердите расчетом.
5. Определите плотность сероводорода по кислороду.
Задание 4. Химия на кухне
Дорогой друг! Знаешь ли ты, что для первых химических опытов
подойдет некоторый арсенал из твоей кухни? Это, например, питьевая сода
(какая у нее химическая формула?), кроме нее - раствор уксусной кислоты
(формула?), сахар, поваренная соль, крахмал, лимонная кислота. Прежде чем
приступить к эксперименту, в отдельном лабораторном журнале
(обыкновенная тетрадь в клетку), запиши правильно формулы всех
перечисленных выше веществ - это поможет тебе правильно записывать
уравнения реакций и делать выводы в ходе проведения твоих экспериментов.
Первый опыт - самый простейший. Тебе понадобятся питьевая сода и
столовый уксус. Если растворить соду в воде и осторожно прилить
полученный раствор к раствору уксуса, то наблюдается выделение пузырьков
газа. Запиши в свой лабораторный журнал название данного опыта,
перечисли используемые реактивы и приведи уравнение реакции того
процесса, который наблюдаешь. Теперь—ты настоящий химик! В ходе
опытов не забывай подробно записывать в свой журнал все свои действия и
уравнения реакций! Именно подробный отчет об эксперименте помогает
химику делать новые открытия!
Итак, в первом опыте мы установили, что раствором соды можно
обнаружить кислоту. Теперь раствор соды - твое мощное оружие и с его
помощью мы проделаем следующий эксперимент! Как известно, кислоты
добавляют во многие газированные напитки, например, кока-кола, фанта и
другие любимые тобой лакомства. Чтобы обнаружить кислоту в составе этих
напитков, необходимо аккуратно нагреть небольшое количество кока-колы.
Нагревать до полного удаления пузырьков газа, охладить. В полученный
раствор добавляем раствор соды, и что наблюдается? Правильно, выделение
газа! О чем это свидетельствует? Занеси в лабораторный журнал ход данного
опыта и ионным уравнением реакции обоснуй выделение газа.
Кислоты - весьма едкие вещества. Если потемневшую бронзовую
монетку поместить на ночь в стакан с фантой или пепси-колой, то к утру
темный налет оксида меди растворится, и монета будет блестеть как новая!
Убедись сам! Не забудь занести в журнал Химика наблюдение, и обязательно
- уравнение реакции оксида меди (II) с ионами Н+. А можно проделать и
такой эксперимент. Оставь монету не на ночь, а на несколько дней в растворе
газировки или уксуса, увидишь, как монета покрылась красным налетом.
Объясни, почему?
Итак, всего несколько несложных опытов помогли познакомиться с
удивительным миром химических веществ. Дерзай, юный химик! Похимичив
на кухне, можно отправится, например, в ванную комнату - вот уж где
реактивов не перечесть! Прояви находчивость и попробуй проделать
эксперимент с химикатами из ванной. Напиши нам о том, что у тебя
получилось! А теперь - на улицу! Вокруг тебя - буйство красок в летней
зелени и удивительных цветах! Самое время познакомиться с красителями.
Что это? Как они образуются в растении? Но для химика важно - получать
вещества. Попробуй извлечь красители из растений самостоятельно!
Подсказка - это возможно ЭКСТРАКЦИЕЙ. Заинтересовался?! Тогда в путь!
Лето пора отдыха и чудесных открытий! Наблюдай и изучай мир вокруг
себя! И не забывай делиться с нами успехами!
Задание 5. Как одной краской красить в разные цвета?
На летних каникулах вы можете показать своим друзьям интересный
фокус. Натрите на терке лист краснокочанной капусты, отожмите сок.
Получится фиолетовая краска. Заранее приготовьте два лоскутка белой
ткани. Первый смочите в растворе соды, второй обработайте уксусной
кислотой. Лоскутки высушите. Теперь при поочередном погружении
лоскутков в красящий раствор вы получите волшебный эффект: фиолетовая
краска окрасит первый лоскуток в зеленый, а второй – в красный цвет.
Объясните происходящие явления с химической точки зрения.
Напишите необходимые уравнения реакций. Предложите свой вариант
проведения такого опыта: подберите другой красящий раствор, или растворы
для пропитки лоскутков.
Задание 6. Пишем эссе.
Часто химики в терминологии используют слова, обозначающие пищевые
продукты. Напишите небольшое эссе, объясняющее следующие выражения: несъедобная
мука, минеральное молоко, кровяные соли, водка, которую никто не пьет, несъедобный
сахар.