Карта сайта
Олимпиада
Каталог

Информация: Готовимся к олимпиаде по химии. Сборник заданий и ответов для 8-11 классов

Всероссийская олимпиада школьников по химии 2004/2005 г

Областной этап.  Экспериментальный тур.
Девятый класс.

Очистка сульфата натрия

Задание 1. В таблице приведены данные по растворимости сульфата натрия при различных температурах (в граммах на 100 г воды):

Используя эти данные, а) предложите методику очистки сульфата натрия от содержащихся в нем нерастворимых (оксид хрома(III)) и растворимых (сульфат меди(II)) примесей; б) рассчитайте, какое минимальное количество воды надо взять для растворения сульфата натрия массой 15 г. При какой температуре нужно вести растворение? в) предложите, каким из имеющихся реактивов (растворы серной и азотной кислот, аммиака, хлоридов кобальта и бария, нитрата никеля) можно обнаружить примесь сульфата меди(II) в сульфате натрия. Напишите соответствующее уравнение реакции, укажите признак ее протекания.

На выполнение этого задания Вам отводится 20-30 минут. Если вы справились раньше – сдайте отчет и получите у преподавателя задание 2.

"- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Задание 2. (Выдается отдельно, после выполнения задания 1)

Произведите очистку сульфата натрия методом перекристаллизации.

1. Растворите 15 г сульфата натрия в рассчитанном количестве воды. (если рассчитать не удалось, возьмите 35 мл воды). Растворение ведите при температуре около 40-50^oС, периодически перемешивая. За это время приготовьте прибор для фильтрования со складчатым фильтром.

2. Отделите нерастворимые примеси фильтрованием горячего раствора. Фильтрование нужно провести как можно быстрее, колбу с горячим раствором держите при помощи прихватки. Переливая раствор по палочке, будьте осторожны, не порвите бумажный фильтр.

3. Проведите кристаллизацию. Для этого раствор охладите сначала на воздухе, периодически перемешивая, затем в воде со снегом.

4. Отделите кристаллы от раствора, используя фильтрование с отсасыванием. Промойте кристаллы на фильтре небольшим количеством охлажденной до 0^oС воды.

5. Высушите кристаллы при комнатной температуре, отжимая их между листами фильтровальной бумаги, перемешивая и осторожно пересыпая на новые сухие листки. (Не нагревать!) Во время высушивания выполните пункт 6.

6. Проверьте наличие растворимой примеси (сульфата меди(II)) в полученных кристаллах. Для этого небольшое количество кристаллов растворите в 1 мл воды, добавьте равный объем раствора аммиака. Также испытайте маточный раствор. Сделайте вывод на основании наблюдений. Напишите ионное уравнение реакции.

7. Взвесьте высушенное вещество, и сравните с массой взятой соли. Чем можно объяснить данный результат? Как расчитать реальный выход продукта относительно взятого вещества? Упакуйте вещество, подпишите и сдайте преподавателю.

8. Уберите рабочее место и оформите отчет. При оценке, наряду с отчетом, будет учитываться аккуратность при работе, правильность взвешивания и качество продукта. (он должен быть сухой, не прилипать к палочке, без примесей).

"- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Решения экспериментального тура.

Задание 1. а) Методика очистки ясна из задания 2, она основана на зависимости растворимости соли от температуры.

б) Поскольку растворимость соли максимальна при температуре 40^oС, для расчета минимального количества воды используем именно это значение (48,4 г/100г воды). Для растворения 15 г потребуется примерно 15*100/48,4 = 31 мл воды.

в) Качественной реакцией на ионы меди(II) может служить реакция с раствором аммиака, при этом протекает реакция

Cu²⁺ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]²⁺

и образуется комплексный катион тетраамминмеди(II), обуславливающий интенсивно синюю окраску.

Задание 2.  В ходе очистки оксид хрома(III) остается на складчатом фильтре, а растворимая примесь в маточном растворе.

Неожиданно большая масса полученного продукта объясняется тем, что выпавшие кристаллы представляют собой кристаллогидрат Na2SO4*10H2O (глауберова соль, мирабилит). Чтобы определить реальный выход продукта надо рассчитать массу безводной соли в полученной массе кристаллогидрата.
Например, если получено 20 г кристаллогидрата, то

m(Na₂SO₄) = m(кр-г)*M(Na₂SO₄)/M(кр-г) = 20*142/322 = 8,82 г. Выход = m(Na₂SO₄)/m(исх) = 8,82/15 = 0,588 = 58,8%

Оценивание:

Задание 1. Пункты а) и б) по 2 балла, пункт в) 1 балл, всего 5 баллов

Задание 2. Отчет 5 баллов, техника работы 5 баллов, ответы на вопросы и расчет выхода 2 балла.

Дополнительные баллы участникам, первыми закончившим эксперимент, за быстроту и аккуратность в работе, при условии правильного выполнения и достаточно полного описания хода работы – до 3 баллов

Задать вопрос

Наверх
Карта сайта

   Суммарная оценка 20 баллов.

Можаев Г. М., старший преподаватель
Тюменского государственного университета