ІІ етап Всеукраїнської олімпіади з хімії 2016/2017, 10 клас

1. Який об’єм повітря необхідний для повного згоряння суміші, що складається з 32 г метану, 10 моль чадного газу і 44,8 л кисню.

Розв’язання:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (1)

2CO + O2 = 2CO2 (2)

Знаходимо об’єм кисню витрачений на реакцію (1):

V1(O2) = 32 г · 44,8 л / 16 г = 89,6 л.

Знаходимо об’єм кисню витрачений на реакцію (2):

V2(O2) = 10 моль · 22,4 л / 2 моль = 112 л.

Сумарний об’єм кисню необхідний для спалювання суміші:

V3(O2) = 89,6 л + 112 л = 201,6 л.

Враховуючи, що кисень міститься в суміші знайдемо об’єм якого не вистачає:

V(O2) = 201,6 л – 44,8 л = 156,8 л.

Знаходимо об’єм повітря, який необхідний для повного згоряння суміші:

156,8 л – 21 %
х л – 100 %

х = 156,8 · 100 / 21 = 746,67 л ≈ 747 л.

Відповідь: V(повітря) = 747 л.

2. Нітроген утворює з Гідрогеном сполуку, у якій масова частка Гідрогену 12,5 %. Відносна молекулярна маса сполуки більша за відносну молекулярну масу амоніаку, але менша за відносну молекулярну масу нітроген(IV) оксиду. У воді об’ємом 200 мл розчинили 21,76 мл невідомої сполуки (ρ = 1,021 г/мл). Визначити формулу невідомої сполуки. Яка масова частка речовини в одержаному розчині?

Розв’язок даної задачі можна подивитись тут.

3. При згорянні в калометричній бомбі 1,8 г алюмінію виділяється 55,7 кДж тепла. Складіть термохімічне рівняння реакції та визначіть теплоту утворення алюміній оксиду.

Розв’язання:

4Al + 3O2 = 2Al2O3; ΔH = – x

За термохімічним рівнянням знаходимо ентальпію реакції:

x = 108 г · 55,7 кДж / 1,8 г = 3342 кДж.

Знаходимо ентальпію утворення Al2O3:

2 моль Al2O3 – 3342 кДж
1 моль Al2O3 – у кДж

у = 1 моль · 3342 кДж / 2 моль = 1671 кДж/моль

Відповідь: 4Al + 3O2 = 2Al2O3; ΔH = – 3342 кДж; ΔH(Al2O3) = – 1671 кДж/моль.

4. Сульфід двовалентного металічного елемента Х масою 22 г обробили надлишком хлоридної кислоти. Газ, що виділився, пропустили крізь розчин натрій гідроксиду, об’ємом 50 мл з концентрацією лугу 7,5 моль/л. Внаслідок цього утворилося дві солі, причому в однакових кількостях речовин. Визначте відносну атомну масу елемента Х.

Розв’язання:

ES + 2HCl = ECl2 + H2S↑ (1)

2NaOH + H2S = Na2S + H2O (2)

Na2S + H2S = 2NaHS (3)

Знаходимо кількість речовини NaOH:

n(NaOH) = 0,05 л · 7,5 моль/л = 0,375 моль

За реакцією (2) знаходимо кількість речовини H2S, що поглинувся та кількість речовини Na2S, що утворився:

n1(H2S) = 0,375 моль · 1 моль / 2 моль = 0,1875 моль;

n(Na2S) = n1(H2S) = 0,1875 моль.

Нехай у реакцію (3) вступило х моль Na2S. Кількість речовини NaHS, що утворився буде рівна n(NaHS) = 2x моль. Не прореагує n(Na2S) = 0,1875 – х (моль). За умовою n(Na2S) = n(NaHS). Складаємо рівняння:

0,1875 – x = 2x;

x = 0,0625 моль

За рівнянням (3) знаходимо кількість речовини H2S, що поглинувся:

n2(H2S) = x = 0,0625 моль.

Всього поглинулось H2S:

n(H2S) = n1(H2S) + n2(H2S);

n(H2S) = 0,1875 моль + 0,0625 моль = 0,25 моль.

Нехай Ar(E) = y. За рівнянням (1) знаходимо невідомий металічний елемент:

22 / (y + 32) = 0,25 / 1;

Ar(E) = y = 56.

E – Fe, Ферум.

Відповідь: Ar(Fe) = 56.

5. Стальну пластинку масою 40 г, з масовою часткою заліза 0,98 занурили в розчин купрум(ІІ) сульфату. Через деякий час маса висушеної пластинки становила 42 г. Визначте масу міді, яка осіла на пластинці. Який об’єм розчину нітратної кислоти з масовою часткою розчиненої речовини 20 % витратиться на розчинення одержаної міді (ρ = 1,119 г/см3). Чи є розв’язок задачі однозначним?

Розв’язання:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu (1)

3Cu + 8HNO3(р.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O (2)

Знайдемо теоретичну та практичну зміну маси пластинки за рівнянням реакції (1):

Δm(пр.) = 42 г – 40 г = 2 г;

Δm(теор.) = 64 г – 56 г = 8 г.

Знаходимо масу міді, яка утворилась внаслідок реакції (1):

m(Cu) = 64 г · 2 г / 8 г = 16 г.

Знаходимо масу кислоти, яка витратиться на реакцію (2):

m(HNO3) = 16 г · 504 г / 192 г = 42 г.

Знаходимо об’єм розчину нітратної кислоти:

V(р-ну HNO3) = 42 г / 0,2 / 1,119 г/см3 = 187,7 см3.

Відповідь: m(Cu) = 16 г; V(р-ну HNO3) = 187,7 см3.

Додати коментар

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