Карта сайта
Олимпиада
 
Задания:
| 9 | 10 | 11 |
Решения:
9 класс

Окружная олимпиада школьников по химии 2007 г.

Девятый класс.

Задача 9-1.

"Употребление. В количественном анализе алюминий (в виде порошка) применяется для определения азотной кислоты. Принцип способа основан на том, что выделяющийся при действии едкой щелочи на алюминий водород переводит азотную кислоту в........; реакция идет согласно следующему уравнению: ........... Зная количество водорода, выделяемого взятой навеской алюминия и, определивши опытом количество водорода, выделенное в присутствии азотной кислоты, мы, по разности, узнаем количество водорода, которое пошло на возстановление азотной кислоты, а отсюда вычисляется количество азотной кислоты. Так как различные сорта алюминия выделяют не одинаковое количество водорода, то перед опытом необходимо определить, какое количество водорода выделяет взятый алюминий. Подробности см. Fresenius, Quantitative Analyse."

(«Химические реактивы, их приготовление, свойства, испытание и употребление»
составил инженер-технолог А.И. Коренблит, М., 1902, стр. 29.)

1. "Выделяющийся при действии едкой щелочи на алюминий водород переводит азотную кислоту в......." Во что переводит выделяющийся водород "азотную кислоту"? Напишите уравнение реакции алюминия с «азотной кислотой» в щелочной среде (в краткой ионной форме).
2. Навеска 1,000 г алюминия при растворении в избытке щелочи выделяет 1,245 л газа (н.у.). При добавлении в щелочь 0,2500 г нитрата объем выделившегося газа такой же навеской металлического алюминия составил 1,023 л (н.у.). Определите состав нитрата. (Выделяющийся водород собирали над водой, поправка на парциальное давление паров воды была учтена).

Задача 9-2.

Важному техническому продукту - негашеной извести, обозначаемой часто жженой известью, кипелкой, соответствует химическое соединение - СаО, гашеной извести (она же пушонка) - Са(ОН)₂. Эти вещества широко используются для производства строительных материалов. В таблице приведены некоторые термодинамические характеристики веществ: D_fH° - стандартная энтальпия образования (численно равная тепловому эффекту образования данного соединения из простых веществ, знак "-" соответствует экзотермическому процессу) при стандартных условиях (Р = 1 атм, Т = 298 К) и С_p - удельная теплоемкость вещества.
 

1. Напишите уравнение реакции получения негашеной извести при термическом разложении карбоната кальция.
2. Напишите уравнение реакции «гашения» извести. Рассчитайте тепловой эффект реакции «гашения».
3. Рассчитайте интервал оптимальных соотношений масс негашеной извести и воды (минимально возможное и максимально небходимое) для получения чистой «пушонки» в результате «гашения». (Можно принять теплоемкости всех веществ независимыми от температуры, потерями тепла можно пренебречь.)
4. Водный раствор Са(ОН)₂ называется «... [какой?] водой». Растворимость Са(ОН)₂ составляет при 25°С 0,155 г, а при 100°С - 0,072 г на 100 г воды. Определите знак теплового эффекта растворения Са(ОН)₂ (является ли этот процесс экзо- или эндотермическим).
5. Напишите уравнения реакций, происходящих при насыщении «.... воды» углекислым газом на холоду. Что произойдет, если полученный раствор нагреть? (Уравнения реакций).

Задача 9-3.

В приложении книги "Основания химического разложения неорганических тел" г. Тенара (перевод с пятого Французского издания И. Варвинского, СПб., печатано в Военной типографии Главнаго Штаба ЕГО ИМПЕРАТОРСКАГО ВЕЛИЧЕСТВА, 1829, стр.235.) дана таблица пропорциональных чисел - составов известных к тому времени химических соединений ("пропорциональными, или соответствующими химическими числами (nombres proportionnels, equivalents chimiques) называются такия, которыя показывают взаимныя отношения между составными частями сложных тел"). Приведен пример для соединений азота.

азот 177,02 + 100 кислорода = = закись + 200 кислорода = недокись + 300 кислорода = недоазотистая кислота + 400 кислорода = азотистая кислота + 500 кислорода = азотная кислота + 500 + 112,435 воды = крепкая азотная кислота + 153,04 углерода = киан + 37,305 водорода = амияк

1. Определите, с какой точностью была установлена атомная масса азота (относительные %).
2. Установите состав (формулы) соединений азота ("закиси", "недокиси", "недоазотистой кислоты", "азотистой кислоты", "азотной кислоты", "киана", "амияка").
3. Рассчитайте концентрацию "крепкой азотной кислоты" (массовые %).
4. Напишите уравнения реакций получения "закиси", "недоазотистой кислоты", "азотистой кислоты" из веществ, указанных в приложении, с максимально возможным выходом.

Задача 9-4.

"Зальцер показал существование особой фосфорноватой кислоты (ее называют иногда субфосфорной или гипофосфорной), в которой многие сомневались. Драве (1888) и Раммельсберг (1892) изучили соли. Способ ее получения в отдельном состоянии следующий. Раствор кислот, происходящих при окислении влажного фосфора, смешивают с раствором (25%) уксуснонатровой соли, при охлаждении кристаллизуется Na²H²P²O⁶6H²O, растворимая в 45 ч. воды и дающая с солями свинца осадок Рb²Р²O⁶ (с солями серебра Ag⁴P²O⁶), а эту соль разлагают струею H²S, осаждается PbS, а раствор, испаренный под колоколом насоса, дает кристаллы Н⁴P²O⁶6H²O, легко теряющие воду и дающие Н⁴Р²O⁶. Гидрат этот плавится при 70°, а гидрат с 2Н²0 при 62°. Соли, содержащие на место Н⁴ или Ni², или NiNa², или CdNa², и т. п., в воде нерастворимы. Чтобы видеть отношение между фосфорного кислотою и фосфорноватою, не заключающих элементов фосфористой кислоты (потому что не восстанавливает ни Au, ни Hg из их растворов), но все же способной окисляться (напр., КMnО⁴) в Н³РО⁴, проще всего применить закон замещений, явно показывающий отношение щавелевой кислоты (СООН)² к угольной ОН(СООН)."

(Д.И. Менделеев, «Основы химии», М.-Л., 1947, т.2. стр.485.)

1. Приведите графическую формулу фосфорноватой кислоты.
2. Оцените силу кислоты по всем стадиям, сравните силу данной кислоты с уксусной (СН₃СООН; К_a = 1,75*10^-5, рК_a = -lgK_a = 4,75).
3. Сколько типов «кислых» (по составу) солей может образовывать данная кислота и сколько кислых солей может быть реально выделено (приведите примеры составов).
4. Оцените среду водного раствора для таких «кислых» солей.
5. Определите растворимость гексагидрата двузамещенной натриевой соли при «охлаждении» (в г безводной соли на 100 г воды).
6. Напишите уравнение реакции фосфорноватой кислоты с перманганатом калия (в присутствии серной кислоты).

Задача 9-5.

Болонский фосфор

В 1602 г. болонский алхимик В. Касциароло нашел в горах около г. Болонья (Италия) очень тяжелый плотный камень серого цвета, нерастворимый в воде (вещество А). Алхимик заподозрил в нем наличие золота. Чтобы выделить его, он прокалил камень вместе с углем. К удивлению Касциароло, охлажденный продукт реакции стал светиться в темноте красным светом (вещество В). Алхимик дал найденному камню название «ляпис солярис (Lapis solaris)» — солнечный камень. Известие о светящемся камне произвело сенсацию среди алхимиков. Камень стали называть «болонским самоцветом», «болонским фосфором».

1. Вещество В растворимо в воде и дает осадки белого цвета с карбонатом и сульфатом натрия. При этом из одинаковых навесок вещества В можно получить 197 г осадка карбоната или 233 г осадка сульфата. Определите металл (вещество С), входящий в состав вещества В.
2. При действии на вещество В синего витриола (медного купороса) помимо осадка сульфата металла С выпадает черный осадок, содержащий медь. В случае, если вместо синего витриола использовать зеленый витриол (железный купорос), то выпадает черный осадок, содержащий железо. Определите вещества А и В. Напишите уравнения реакций образования В из А при прокаливании с углем, а также взаимодействия В с синим витриолом, карбонатом натрия.
3. В 1774 г. шведский химик Карл Шееле и его друг Юхан-Готлиб Ган, установили, что в найденном алхимиком камне содержится новый химический элемент. Однако шведские химики открыли не новый элемент, а его оксид. Впервые этот элемент в виде металла удалось получить только в 1808 г. английскому химику Дэви путем электролиза увлажненного гидроксида. Приведите уравнения реакций получения оксида металла С из его карбоната, взаимодействия металла С с водой и электролиза твердого (увлажненного) гидроксида этого металла.

Задать вопрос

Наверх
Карта сайта

Источник: Архангельская О.В., Жиров А.И., Лебедева О.К., Решетова М.Д., Теренин М.И., Трушков И.В., Тюльков И.А. Методические материалы для проведения
четвертого (федерального окружного) этапа (задания теоретического тура),
ЦМК по химии Всероссийской химической олимпиады школьников, 2007.