ІІ етап Всеукраїнської олімпіади з хімії 2018/2019, 9 клас

1. У посудинах без етикеток у порошкоподібному вигляді містяться такі речовини: барій нітрат, купрум(ІІ) оксид, кальцій карбонат, натрій хлорид, калій перманганат. Як визначити ці речовини використовуючи найменшу кількість реактивів.

Розв’язання.

Опис речовин:

Ba(NO3)2 – білий, розчинний у воді;

CuO – чорний, нерозчиннй у воді;

CaCO3 – білий, нерозчиннй у воді;

NaCl – білий, розчинний у воді;

KMnO4 – темно-фіолетовий, розчинний у воді.

Хід аналізу

  • розчинити у воді. Всі речовини крім CuO та CaCO3 розчиняються. KMnO4 утворює фіолетовий розчин. Його визначаємо за забарвленням розчину. Чорний порошок, який не розчинився – CuO. Білий порошок, що не розчинився – CaCO3.
  • до розчинів в яких міститься Ba(NO3)2 та NaCl додаємо сульфатну кислоту. В пробірці де випав білий кристалічний осад міститься Ba(NO3)2.
  • додатково можна перевірити CaCO3, CuO та KMnO4 дією сульфатної кислоти. При взаємодії CaCO3 з кислотою будемо спостерігати виділення газу. Чорний CuO розчиниться з утворенням синього розчину. KMnO4 з сульфатною кислотою не реагує тому ніяких змін не буде.
  • NaCl окремо можна перевірити дією AgNO3. Утворення білого сирнистого осаду підтвердить наявність хлорид-аніонів.

Ba(NO3)2 + H2SO4 = BaSO4↓ +2HNO3

Ba2+ + 2NO3 + 2H+ + SO42– = BaSO4↓ + 2H+ + 2NO3

Ba2+ + SO42– = BaSO4↓

 

CaCO3 + H2SO4 = CaSO4↓ + CO2↑ + H2O

CaCO3 + 2H+ + SO42– = CaSO4↓ + CO2↑ + H2O

 

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

CuO + 2H+ + SO42– = Cu2+ + SO42– + H2O

CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O

 

NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3

Na+ + Cl + Ag+ + NO3 = AgCl↓ + Na+ + NO3

Ag+ + Cl = AgCl↓

Висновок: для ідентифікації речовин достатньо використати воду та розчин сульфатної кислоти.

2. При розчиненні 123 г кристалогідрату MeSO4 ∙ 7H2O у воді масою 277 г отримали розчин з масовою часткою розчиненої речовини 0,15. Визначте формулу кристалогідрату. Запропонуйте формули трьох інших кристалогідратів, назвіть їх і вкажіть галузі застосування.

Розв’язання.

Знайдемо масу розчину:

m(р-ну MeSO4) = 123 + 277 = 400 (г).

Маса солі в розчині:

m(MeSO4) = 400 ∙ 0,15 = 60 (г).

MeSO4 ∙ 7H2O → MeSO4

Ar(Me) = x;

123 / (x + 222) = 60 / (x + 96);

123(x + 96) = 60(x + 222);

123x + 11808 = 60x + 13320;

63x = 1512;

x = 24.

Елемент з відносною атомною масою 24 це Магній.

MgSO4 ∙ 7H2O.

Відповідь:

MgSO4 ∙ 7H2O.

Приклади кристалогідратів:

CuSO4 ∙ 5H2O – мідний купорос – для призупинення розвитку і поширення грибкових захворювань плодових і деяких ягідних культур;

CaSO4 ∙ 2H2O – гіпс – виготовлення будматеріалів;

Na2SO4 ∙ 10H2O – глауберова сіль – використовується у медицині.

3. Нагрівання 36,6 г суміші купрум(ІІ) гідроксиду і натрій гідроксиду, одержали водяну пару, яку конденсували і повністю використали для реакції з барій оксидом. Одержали 0,2 моль барій гідроксиду. Обчисліть масову частку натрій гідроксиду в суміші (%).

Розв’язання.

Cu(OH)2 = CuO + H2O            (1)

BaO + H2O = Ba(OH)2            (2)

За реакцією (2) знайдемо кількість речовини води:

n(H2O) = n(Ba(OH)2) = 0,2 моль

За реакцією (1) знайдемо масу купрум(ІІ) гідроксиду:

m(Cu(OH)2) = 98 ∙ 0,2 / 1 = 19,6 (г)

Знайдемо масову частку купрум(ІІ) гідроксиду в суміші:

ω(Cu(OH)2) = 19,6 / 36,6 ∙ 100% ≈ 53,55%

ω(NaOH) = 100% – 53,55% = 46,45%

Відповідь: ω(NaOH) = 46,45%.

4. Для виготовлення підшипників використовують сплави, що містять свинець, олово, стибій та мідь. Вміст міді у зразку сплаву масою 76,125 г становить 2%. Із вказаної маси сплаву отримали 52,49 г плюмбум(ІІ) оксиду. Масова частка двох інших складових однакова. Вкажіть склад сплаву. Яку масу станум(ІІ) хлориду можна добути з цієї кількості сплаву.

Розв’язання:

Знайдемо масу міді:

m(Cu) 76,125 ∙ 0,02 = 1,5225 (г).

Знайдемо масу свинцю:

PbO → Pb

m(Pb) = 52,49 ∙ 207 / 223 ≈ 48,7239 (г).

ω(Pb) = 48,7239 / 76,125 ∙ 100% = 64%

ω(Sn + Sb) = 100% – 64% – 2% = 34%

Оскільки ω(Sn) = ω(Sb) то:

ω(Sn) = ω(Sb) = 34%/2 = 17%.

Знайдемо масу Sn в сплаві:

m(Sn) = 76,125 ∙ 0,17 = 12,94125 г.

Знайдемо масу SnCl2, яку можна добути із сплаву:

Sn → SnCl2

m(SnCl2) = 12,94125 ∙ 190 / 119 = 20,6625 ≈ 20,66 (г).

Відповідь: склад сплаву: ω(Pb) = 64%; ω(Sn) = 17%; ω(Sb) = 17% ω(Cu) = 2%; m(SnCl2) = 20,66 г.

5. До 400 г розчину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 20% додали натрій оксиду масою 12,4 г. Обчисліть масову частку розчиненої речовини в одержаному розчині. Який об’єм карбон(IV) оксиду треба пропустити через добутий розчин щоб одержати середню сіль?

Розв’язання.

Na2O + H2O = 2NaOH                     (1)

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O        (2)

Маса натрій гідроксиду в першому розчині:

m1(NaOH) = 400 ∙ 0,2 = 80 (г).

Маса другого розчину:

m2(р-ну NaOH) = 400 + 12,4 = 412,4 (г).

Знайдемо масу лугу, який утворився при взаємодії оксиду з водою за реакцією (1):

m(NaOH) = 12,4 ∙ 80 / 62 = 16 (г).

Знайдемо масу лугу в одержаному розчині:

m2(NaOH) = 80 + 16 = 96 (г).

ω2(NaOH) = 96 / 412,4 ∙ 100% ≈ 23,28%.

Знайдемо об’єм карбон(IV) оксиду за реакцією (2):

V(CO2) = 96 ∙ 22,4 / 80 = 26,88 (л).

Відповідь: ω(NaOH) = 23,28%; V(CO2) = 26,88 л.

Додати коментар

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