close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ
ВИКОНАВЧОГО ОРГАНУ КИЇВСЬКОЇ МІСЬКОЇ РАДИ
КИЇВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ БОРИСА ГРІНЧЕНКА
ІНСТИТУТ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ПЕДАГОГІЧНОЇ ОСВІТИ
Відповіді на завдання практичного туру ІІІ етапу
52-ї Всеукраїнської учнівської олімпіади з хімії
8 клас
Задача 1. Хімік, добувши безбарвний газ Х, вирішив визначити його відносну
молекулярну масу. Він узяв колбу з пробкою і зважив їх разом. Маса становила 240,00 г.
Після цього хімік визначив об’єм колби, наповнивши її водою до самої пробки і
виливши цю воду в мірний циліндр. Об’єм виявився рівним 1,12 л. Потім хімік наповнив
висушену колбу газом Х, закрив її пробкою і зважив. Маса колби з газом і пробкою
становила 243,75 г. Було також з’ясовано, що газ Х важчий за повітря, не горить і не
підтримує горіння.
 Обчисліть відносну молекулярну масу газу Х. Для спрощення розрахунків маси
та об’єм, наведені в задачі, відповідають нормальним умовам.
 Як хімік розмістив колбу перед тим, як збирати в неї газ Х, — догори чи донизу
отвором? Дайте пояснення.
 Як визначити момент, коли газ Х повністю заповнив колбу?
Розв’язок
1. Обчислюємо масу повітря, яке міститься в колбі: m(пов.) = (29 : 22,4) · 1,12 = 1, 45 г.
Знаходимо масу колби, в якій немає повітря: m(колби) = 240,00 – 1,45 = 238,55 г.
Розраховуємо масу газу Х у колбі: m(Х) = 243,75 – 238,55 = 5,2 г.
Обчислюємо відносну молекулярну масу газу Х:
Mr(X) = (5,2 : 1,12) · 22,4 = 104.
2. Хімік розмістив колбу догори отвором, бо газ Х важчий за повітря і витіснятиме його,
збираючись під ним.
3. Якщо підвести запалений сірник до отвору колби, повністю заповненої газом Х, то
сірник одразу погасне.
Задача 2. На полиці складу хімічних реактивів знаходяться 6 баночок із білими
твердими речовинами. Етикетки від баночок загубилися. Згідно із записами в журналі, на
полиці зберігаються такі реактиви: цинк нітрат, барій сульфат, натрій карбонат, калій
сульфіт, калій гідроксид і магній хлорид.
 Як можна розпізнати усі речовини, якщо у вашому розпорядженні є лише
хлоридна кислота, склянка з водою, а також кілька порожніх пробірок?
Складіть план проведення експерименту.
 Яким буде результат спостережень під час кожного досліду? Напишіть
рівняння всіх реакцій, які відбуватимуться.
1.
2.
3.
4.
5.
Варіант розв’язку
Відбираємо невеликі порції речовин і добавляємо води до кожної. Речовина, яка не
розчиниться у воді, — BaSO4.
До невеликих порцій інших речовин добавляємо хлоридну кислоту. У двох випадках
виділятимуться гази; один газ матиме різкий запах (це SO2, відповідна тверда
речовина — K2SO3), другий — без запаху (CO2, відповідна тверда речовина —
Na2CO3). Із хлоридною кислотою реагує також калій гідроксид, але зовнішніх ефектів
при цьому не спостерігається.
Залишається розпізнати сполуки Zn(NO3)2, MgCl2 і KOH. Готуємо розчини цих
речовин і попарно їх зливаємо (розчин цинк нітрату з розчином магній хлориду,
розчин цинк нітрату з розчином калій гідроксиду і т. д.). Отримаємо такі результати:
Zn(NO3)2
MgCl2
KOH
Zn(NO3)2
—
—
осад
MgCl2
—
—
осад
KOH
осад
осад
—
Сполука, розчин якої дає два осади при взаємодії з розчинами двох інших сполук, —
KOH.
Доливаємо до кожного осаду надлишок розчину KOH. При цьому розчиниться лише
один із осадів — амфотерний цинк гідроксид. Отже, визначили дві сполуки, що
залишилися, — Zn(NO3)2 і MgCl2.
Рівняння реакцій:
K2SO3 + 2HCl = 2KCl + SO2↑ + H2O;
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O;
KOH + HCl = KCl + H2O;
Zn(NO3)2 + 2KOH = Zn(OH)2↓ + 2KNO3;
MgCl2 + 2KOH = Mg(OH)2↓ + 2KCl;
Zn(OH)2 + 2KOH = K2Zn(OH)4 (або K2ZnO2 + 2H2O).
9 клас
Завдання 1
Li2SO4
Li2SO4
NaCl
BaCl2
NaCl
BaCl2
-
Білий
осад
-
-
-
-
-
Білий
осад
-
Білий осад
Білий осад
-
Rb2SO4
MgCl2
K2CO3
-
Білий осад,
розчиняється в
надлишку води
Rb2SO4
-
MgCl2
-
K2CO3
Білий осад,
розчиняється
в надлишку
води
Білий
осад
-
-
-
-
Білий
осад
-
Білий осад
Білий
осад
1. Беремо 4 проби з пробірки, та додаємо до кожної розчини з 5–ти інших.
Повторюємо для кожного розчину. Спіставляємо результат (див.табл).
2. Пробірка, де не випало жодного осаду, містить розчин NaCl.
3. Пробірка, де випало три осади, і жоден з них не розчиняється в надлишку
води містить BaCl2.
4. Пробірка, де випало три осади, один з яких розчиняється в надлишку води
містить K2CO3.
5. Пробірка, де випало 2 осади, містить Li2SO4.
6. Пробірка, де випав один осад, містить Rb2SO4 або MgCl2. Додаєм BaCl2 та
ідентифікуємо Rb2SO4.
Рівняння реакцій:
Rb2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓+ 2RbCl
Li2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓+ 2LiCl
Li2SO4 + K2CO3 = Li2CO3↓ + K2SO4
K2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓ + 2KCl
2MgCl2+ 2 K2CO3 + H2O = (MgOH)2CO3↓ + 4KCl + CO2↑
Завдання 2
Один з результатів титрування отримано з великою похибкою, оскільки дуже
велике відхилення від середнього, тому другий результат не враховуємо. Тоді
середній об’єм розчину лугу становить 22,3 мл.
Оскільки
C1V1=C2V2,
то концентрація кислоти становить 0,2230 моль/л.
Оскільки фактор еквівалентності і лугу і кислоти дорівнює одиниці, то
концентрація еквівалентів дорівнює звичайній концентрації 0,2230 моль/л.
За повної нейтралізації в розчині знаходиться тільки NaCl, і pH=7
Задача 1.
1) Fe +H2SO4 = FeSO4 + H2
2) v(Fe) = 1.79 моль. v(Н2SO4) = 1.05*1.79 = 1.88 моль. m(Н2SO4) = 1.88*98.08 = 184.4 г.
3) Концентрована Н2SO4 є окисником: продуктом її взаємодії з залізом є не FeSO4, а
Fe2(SO4)3.
4) Розчин підкислюють, аби уникнути гідролізу FeSO4.
5) S, FeSO4: Fe2(SO4)3 + H2S = 2FeSO4 + S + Н2SO4
6) а) 3FeSO4 + 2K3[Fe(SCN)6] = Fe3[Fe(SCN)6]2 + 3 K2SO4
б) FeSO4 + 2 NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
Fe(OH)2 + O2 + H2O = Fe(OH)3
7) Про наявність Fe(+3).
Fe2(SO4)3 + 12 KSCN = 2 K3[Fe(SCN)6] + 3 K2SO4
8) 10 FeSO4 + 2 KMnO4 + 8 H2SO4 = 5 Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O
9) Приймемо середній об’єм титранта за 6.00 (вочевидь, експериментатор перетитрував
у першому титруванні).
Кількість витраченого перманганату
v(КМnO4) = 0.006*0.05 = 0.3*10-3 моль.
Це відповідає кількості FeSO4 1.5*10-3 моль.
У розчині аліквоти містилось 0.417 грамів FeSO4.
Розрахуємо молярну масу залізного купоросу: 0.417/(1.5*10-3) = 278 г/моль, що
відповідає формулі FeSO4*7 H2O.
10) 88%
11) 306 г.
Задача 2.
1)
2) Наявність двох перегинів зумовлена наявністю двох точок еквівалентності. Оскільки
Ка1(Н2СО3) >> Ка2(Н2СО3), спочатку іде реакція Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + H2O (по
завершенні цієї реакції досягається перша точка еквівалентності), потім NaHCO3 + HCl =
H2CO3 + H2O (по завершенні цієї реакції досягається друга точка еквівалентності).
3) Перша точка еквівалентності. рН створюється розчином NaHCO3.
pH = ½(pKa1 + pKa2) = 8,35
Перша точка еквівалентності. рН створюється розчином NaHCO3.
pH = ½(pKa1 - lgC) = 3,88
4) За рН в точках перегину кривої титрування: А – фенолфталеїн, Б – метилоранж.
5) При титруванні в присутності фенолфталеїну йде лише нейтралізація Na2CO3 за першою
стадією: Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + H2O, при титруванні в присутності фенолфталеїну –
нейтралізація за обома стадіями: Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + H2O, NaHCO3 + HCl = H2CO3
+ H2O.
v(Na2CO3) = С(HCl)∙VА = 0,83∙10-3моль.
v(NaНCO3) = С(HCl)∙(VБ - 2VА) = 0,38∙10-3моль.
w(NaНCO3) = (v(NaНCO3)∙ M(NaНCO3))/(v(NaНCO3)∙M(NaНCO3)+ v(Na2CO3)∙M(Na2CO3))
= 0,266.
w(Na2CO3) = 0,734.
11 клас
Задача №1
1)
Титрування за метилоранжем:
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
Титрування за фенолфталеїном:
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl
2)Метилоранж змінює забарвлення в діапазоні значень рН, що відповідають кислому
середовищу, а фенолфталеїн – у діапазоні рН, що відповідає слабкоосновному
середовищу(тому в цьому випадку титрування зупиняється на гідрогенкарбонаті)
3)Усереднимо значення об,ємів і порахуємо похибки:
Титрування за метилоранжем:
VMO,сер. = 27мл; ∆VMO,сер. = 0,0667мл
Використовуючи рівняння п.1, маємо:
n(NaHCO3) + 2n(Na2CO3) = 100мл/20мл ∙ 0,1моль/л ∙ (VMO,сер. ± ∆VMO,сер.) = (0,01350 ±
0,00003)моль
Титрування за фенолфталеїном:
VФФТ,сер. = 7,53мл; ∆VMO,сер. = 0,0433мл
Використовуючи рівняння п.1, маємо:
n(Na2CO3) = 100мл/20мл ∙ 0,1моль/л ∙ (VФФТ,сер. ± ∆VФФТ,сер.) = (3,765 ± 0,022) ∙10-3моль
З цього вираховуємо вміст мольний вміст кислої солі:
n(NaHCO3) = (5,970 ± 0,074) ∙10-3моль
Перерахувавши в масові частки:
w(NaHCO3) = (50,15 ± 0,62)%
w(Na2CO3) = (39,91 ± 0,23)%
4)Карбонат натрію є гігроскопічною речовиною, тому поглинає воду з атмосфери.
5)Навряд чи цю суміш можна назвати содою.
Задача №2
1)
Сu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Cu(NO3)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2HNO3↑
Zn(NO3)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2HNO3↑
2CuSO4 + 4KI = 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4
2Na2S2O3 + I2 = 2NaI + Na2S4O6
2)Знайдемо середній об’єм тіосульфату:
V(S2O3)2-,сер. = 22,06мл; ∆V(S2O3)2-,сер. = 0,088мл
З рівнянь п.1:
n(CuSO4) = n(Na2S2O3)
Таким чином, розрахуємо вміст міді у сплаві:
n(Cu) = 100мл/20мл ∙ 0,05моль/л ∙ (V(S2O3)2-,сер. ± ∆V(S2O3)2-,сер.) = (5,515 ± 0,022) ∙10-3моль
У перерахунку на масову частку:
w(Сu) = (70,10 ± 0,28)%
3)По-перше, нітратна кислота – окисник, що внесло б небажані похибки в аналіз. По-друге,
сплав розчинявся, напевне, у значному об’ємі розчину кислоти, а тіосульфат, як відомо,
руйнується в кислому середовищі.
Латунь не розчиняють одразу в сульфатній кислоті, бо, по-перше, цинк може взаємодіяти з
утворенням сірки, що випадала б в осад і ускладнювала б аналіз, а, по-друге, сульфатна
кислота є окисником лише в концентрованих розчинах, а використання її у невеликій
кількості призвело б до значного розведення, вона перестала б проявляти окисні властивості.
Це могло б призвести до неповного розчинення сплаву.
4)Домішки, які збільшать об,єм тіосульфату: KNO2, FeCl3:
2KNO2 + 2KI + 2H2SO4 = 2K2SO4 + I2 + 2NO +2H2O
2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + 2KCl + I2
Також до цієї групи теоретично можна віднести AlCl3 та Ba(NO3)2.Перший за значних
концентрацій створює доволі кисле середовище, що може призвести до часткового
руйнування тіосульфату,а другий дає осад BaSO4 та утворює в розчині нітратну кислоту, яка
може окиснювати речовини, що беруть участь в аналізі.
Домішки, які зменшать об,єм тіосульфату:SnCl2
Sn2+ + I2 = Sn4+ + 2ISn2+ + 2Cu2+ = Sn4+ + 2Cu+
Також до другої групи теоретично можна зарахувати Na3PO4, який при значній концентрації
викличе утворення нерозчинних основних солей Сu(!!), які не вступатимуть у подальшу
взаємодію.
Задача №3
1)
1 – BaCl2
2 – NaHCO3
3 – Na2S
4 – Na3[Al(OH)6]
5 – Na2SO3
6 – Na2S2O3
7 – Na2SiO3
8 – NaIO3
9 – NaI
2)
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl
2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + 2CO2↑
Na2S + H2SO4 = Na2SO4 + H2S↑
2Na3[Al(OH)6] + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 2Al(OH)3↓ + 6H2O
2Al(OH)3↓ + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO2↑
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + S↓ + SO2↑
Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3↓
5NaI + NaIO3 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 3I2 + 3H2O
I2 + Na2SO3 + H2O = 2HI + Na2SO4
I2 + Na2S = 2NaI + S
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
5Na2S + 2NaIO3 + 6H2SO4 = 6Na2SO4 + I2 + 5S + 6H2O
5Na2SO3 + 2NaIO3 + H2SO4 = 6Na2SO4 + I2 + H2O
5Na2S2O3 + 4NaIO3 + 3H2O = 7Na2SO4 + 2I2 + 3H2SO4
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа