ІІ етап Всеукраїнської олімпіади з хімії 2014/2015, 9 клас

1. Твердий продукт, який отримали внаслідок прожарювання кальцій карбонату розчинили в надлишку води. Отриманий розчин при взаємодії з сульфур (IV) оксидом утворює 101 г кальцій гідрогенсульфіту. Розрахуйте вихідну масу кальцій карбонату та об’єм газу, що виділився.

Розв’язок задачі поданий у олімпіаді за 8 клас.

2. Хімічний елемент Х широко застосовується в металургії, літакобудуванні та інших галузях промисловості. Найважливіші руди цього елемента містять його вищий солетвірний оксид. Хлорид, у якому елемент проявляє валентність відповідно до його місця в періодичній системі, містить 74,74 % хлору. Густина пари цього хлориду за воднем – 95. Який це елемент? Дайте характеристику будови його атома.

Розв’язання:

За відносною густиною знайдемо відносну молекулярну масу хлориду:

Mr(EClx) = 2 · DH2(EClx);

Mr(EClx) = 2 · 95 = 190;

ω(Cl) = x · Ar(Cl) / Mr(EClx);

0,7474 = 35,5x / 190;

142 = 35,5x;

x = 4.

Хімічна формула хлориду  ECl4. Знаходимо атомну масу елемента:

Mr(ECl4) = Ar(E) + 4 · Ar(Cl);

190 = Ar(E) + 142;

Ar(E) = 48. E – це Титан, Ti.

22Ti 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2;

N(e) = N(p+) = 22;

N(n0) = 26.

3. Для хімічного прополювання бур’янів застосовується залізний купорос. Скільки залізного купоросу, що містить 4% нерозчинних домішок, і скільки води треба взяти, щоб приготувати 300 кг розчину, який містить 20 % солі.

Розв’язання:

Знаходимо масу солі в кінцевому розчині:

m(FeSO4) = 300 · 0,2 = 60 кг.

Знаходимо масу чистого залізного купоросу:

x кг 60 кг
FeSO4 · 7H2O FeSO4
278 кг 152 кг

x : 278 = 60 : 152;

x = 109,74 кг.

Знаходимо масу води яку потрібно взяти для приготування розчину:

m(H2O) = 300 – 109,74 = 190,26 кг.

Знаходимо масу залізного купоросу, який використовують для приготування розчину:

109,74 кг – 96 %;

y кг – 100 %;

y = 109,74 · 100 / 96 = 114,31 кг.

Відповідь: m(мідного купоросу) = 114,31 кг; m(H2O) = 190,26 кг.

4. 5 л суміші карбон (II) оксиду і карбон (IV) оксиду, густина якої за воднем становить 18,39, пропустили через вапняну воду. Яка маса осаду утвориться? Якою була масова частка карбон (II) оксиду в суміші?

Розв’язання:

Знайдемо молярну масу суміші:

M(CO + CO2) = 2 · DH2(CO + CO2);

M(CO + CO2) = 18,39 · 2 = 36,78 г/моль.

Знаходимо вміст газів у суміші:

M(CO + CO2) = φ(CO) · M(CO) + φ(CO2) · M(CO2);

Нехай об’ємна частка чадного  газу рівна φ(CO)  = x, тоді об’ємна частка вуглекислого газу – φ(CO2)  = 1 – x.

36,78 = 28x + 44(1 – x);

x = 0,4513;

V(CO) = 5 л · 0,4513 = 2,26 л.

m(CO) = 2,26 л · 28 г/моль / 22,4 л/моль = 2,825 г;

V(CO2) = 5 л – 2,26 л = 2,74 л;

m(CO2) = 2,74 л · 44 г/моль / 22,4 л/моль = 5,382 г;

m(CO + CO2) = 2,825 г + 5,382 г = 8,207 г;

ω(CO) = 2,825 г / 8,207 г · 100 % = 34,42 %.

Знаходимо масу осаду:

2,74 л y г
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O;
22,4 л 100 г

2,74 : 22,4 = y : 100;

y = 2,74 · 100 / 22,4 = 12,23 (г).

Відповідь: ω(CO) = 34,42 %; m(CaCO3) = 12,23 г.

5. Сплав міді, заліза і цинку масою 6 г (маси всіх компонентів рівні) внесли в хлоридну кислоту масою 150 г з масовою часткою хлороводню 15 %. Розрахуйте масові частки речовин у розчині, що утворився.

Розв’язання:

Оскільки маси металів у суміші рівні, то кожного є по 2 г.

Знаходимо масу хлоридної кислоти в розчині:

m(HCl) = 150 г · 0,15 = 22,5 г.

З кислотою реагують залізо та цинк:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ (І);

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ (ІІ);

Розчин буде складатись з хлоридів металів та хлоридної кислоти, що не прореагувала.

За реакцією (І) знаходимо масу ферум (ІІ) хлориду, що утворився, масу хлоридної кислоти, що прореагувала та масу водню, що виділився:

m1(HCl) = 2 · 73 / 56 = 1,3 г;

m(FeCl2) = 2 · 127 / 56 = 4,54 г;

m1(H2) = 2 · 2 / 56 = 0,07 г.

За реакцією (ІІ) знаходимо масу цинк хлориду, що утворився, масу хлоридної кислоти, що прореагувала та масу водню, що виділився:

m2(HCl) = 2 · 73 / 65 = 2,25 г;

m(ZnCl2) = 2 · 136 / 65 = 4,18 г;

m2(H2) = 2 · 2 / 65 = 0,06 г.

Знаходимо масу хлоридної кислоти в розчині, що утворився:

m3(HCl) = m(HCl) – m1(HCl) – m2(HCl);

m3(HCl) = 22,5 – 1,3 – 2,25 = 18,95 г.

Знаходимо масу одержаного розчину:

m(розчину) = m(р-ну HCl) + m(Fe) + m(Zn) – m(H2);

m(H2) = m1(H2) + m2(H2);

m(H2) = 0,07 + 0,06 = 0,13 г;

m(розчину) = 150 + 2 + 2 – 0,13 = 153,87 г.

Знаходимо масові частки речовин у розчині:

ω(FeCl2) = 4,54 / 153,87 · 100 % = 2,95 %;

ω(ZnCl2) = 4,18 / 153,87 · 100 % = 2,72 %;

ω(HCl) = 18,95 / 153,87 · 100 % = 12,32 %.

Відповідь: ω(FeCl2) = 2,95 %; ω(ZnCl2) = 2,72 %; ω(HCl) = 12,32 %.

Додати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *