ІІ етап Всеукраїнської олімпіади з хімії 2016/2017, 9 клас

1. Скласти рівняння реакцій таких перетворень:

K → KOH → K2CO3 → BaCO3 → CO2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3

Обчислити об’єм вуглекислого газу, який можна одержати з 300 г розчину поташу з масовою часткою розчиненої речовини 13,8 %.

Розв’язання:

1) 2K + 2H2O = 2KOH + H2
2) 2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O
3) K2CO3 + BaCl2 = BaCO3 + 2KCl
4) BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O + CO2
5) CO2 + H2O + CaCO3 = Ca(HCO3)2
6) Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O

Знайдемо масу K2CO3 в розчині:

m(K2CO3) = 300 г · 0,138 = 41,4 г

Для знаходження об’єму вуглекислого газу, який можна добути з поташу використаємо схему:

K2CO3 → CO2

V(CO2) = 41,4 г · 22,4 л / 138 г = 6,72 л

Відповідь: V(CO2) = 6,72 л.

2. Обчислити об’єм води і масу мідного купоросу необхідного для приготування 1 л розчину з масовою часткою розчиненої речовини 8% (ρ = 1,084 г/см3).

Розв’язання:

Знаходимо масу розчину:

m(р-ну CuSO4) = 1000 мл · 1,084 г/см3 = 1084 г

Знаходимо масу розчиненої речовини в даному розчині:

m(CuSO4) = 1084 г · 0,08 = 86,72 г

За стехіометричною схемою

CuSO4 · 5H2O → CuSO4

знаходимо масу кристалогідрату:

m(CuSO4 · 5H2O) = 86,72 г · 250 г / 160 г = 135,5 г.

Масу води знаходимо за різницею маси розчину та кристалогідрату:

m(H2O) = 1084 г – 135,5 г = 948,5 г.

V(H2O) = 948,5 г / 1 г/мл = 948,5 мл.

Відповідь: m(CuSO4 · 5H2O) = 135,5 г; V(H2O) = 948,5 мл.

3. Атом невідомого хімічного елемента має на 2 електрони більше, ніж йон Хлору. Проста речовина, утворена цим елементом, реагує з газоподібною речовиною B з утворенням речовини C. Речовина C енергійно взаємодіє з рідиною Д з виділенням великої кількості теплоти та утворенням речовини Е, розчин якої взаємодіючи з оксидом Ж утворює осад К. Якщо на осад К подіяти будь-якою кислотою, то виділиться газ Ж. Визначити речовини В, С, Д, Е, Ж, К та напишіть рівняння відповідних реакцій.

Розв’язання:

Невідомий елемент – Ca, Кальцій.

В – O2
С – CaO
Д – H2O
Е – Ca(OH)2
Ж – CO2
К – CaCO3

2Ca + O2 = 2CaO
CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O

4. На розчинення суміші цинку та цинк оксиду витратили 132,8 мл хлоридної кислоти з масовою часткою хлороводню 20 % і густиною 1,1 г/см3. Газ, що виділився, спалили й одержали 3,6 г води. Обчислити масові частки цинку та цинк оксиду у вихідній суміші.

Розв’язання:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ (1)

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O (2)

2H2 + O2 = 2H2O (3)

Знаходимо масу HCl в розчині хлоридної кислоти:

m(HCl) = 132,8 мл · 1,1 г/см3 · 0,2 ≈ 29,2 г.

За рівнянням реакції (3) знаходимо кількість речовини водню:

n(H2) = 3,6 г · 2 моль / 36 г = 0,2 моль.

За рівнянням реакції (1) знаходимо масу цинку:

m(Zn) = 0,2 моль · 65 г / 1 моль = 13 г.

Знаходимо масу HCl яку витратили на реакцію (1):

m(HCl) = 0,2 моль · 73 г = 14,6 г.

На реакцію (2) витратили m(HCl) = 29,2 г – 14,6 г = 14,6 г.

Знаходимо масу цинк оксиду за реакцією (2):

m(ZnO) = 14,6 г · 81 г / 73 г = 16,2 г.

Маса суміші цинку та цинк оксиду:

m(Zn + ZnO) = 13 + 16,2 = 29,2 г.

Масові частки цинку та цинк оксиду:

ω(Zn) = 13 г / 29,2 г · 100 % = 44,5 %

ω(ZnO) = 100 % – 44,5% = 55,5 %

Відповідь: ω(Zn) = 44,5 %, ω(ZnO) = 55,5 %.

5. 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’язання:

Нехай є 100 г речовини NxHy. m(H) = 12,5 г, а m(N) = 87,5 г.

х : у = n(N) : n(H);

x : y = 87,5 г / 14 г/моль : 12,5 г / 1 г/моль = 1 : 2

Емпірична формула невідомої сполуки NH2. M(NH2) = 16 г/моль. За умовою невідома сполука важча за амоніак (M(NH3) = 17 г/моль) та легша за нітроген(IV) оксид (M(NO2) = 46 г/моль). Отже, молекулярна формула даної сполуки N2H4 (M(N2H4) = 32 г/ моль; 17 < 32 < 46).

Знаходимо масу N2H4, яку розчинили у воді:

m(N2H4) = 21,76 мл · 1,021 г/мл = 22,22 г.

Маса води рівна m(H2O) = 200 мл · 1 г/мл = 200 г.

Знаходимо масову частку N2H4:

ω(N2H4) = 22,22 г/ (200 + 22,22 г) · 100 % = 10 %.

Відповідь: N2H4, ω(N2H4) = 10 %.

Коментарів: 2

Додати коментар

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