КАК Я ПРОВОЖУ ШКОЛЬНУЮ
ХИМИЧЕСКУЮ ОЛИМПИАДУ

Продолжение. см. в № 21, 22/2004

РЕШЕНИЯ И ОТВЕТЫ

10 класс

Задания см. в № 21/2004

1. Дано:

m₁(Zn) = 10 г,
₁(AgNO₃) = 20%,
m(р-ра AgNO₃) = 500 г,
m₂(Zn + Ag) = 10,8 г.

Найти:

m(Ag),
m(Zn),
₂(AgNO₃).

Решение

Найдем изменение массы пластинки:

m(пластинки) = 10,8 – 10 = 0,8 г.
Цинковая пластинка стала тяжелее на 0,8 г.

Процесс, протекающий на пластинке, может быть выражен уравнением реакции:

2AgNO₃ + Zn = Zn(NO₃)₂ + 2Ag.

Оседание на пластинке двух атомов серебра (A_r(Ag) = 108) сопровождается переходом в раствор одного атома цинка (A_r(Zn) = 65).

216 г Ag утяжеляют пластинку на 151 г,
х г Ag утяжеляют пластинку на 0,8 г.

Отсюда х = 1,14 г, это – m(Ag), перешедшего на пластинку.

Пользуясь уравнением реакции, запишем количественные соотношения веществ:

y/340 = 1,14/216, y = 1,79 г;

z/65 = 1,14/216, z = 0,34 г.

m(р-ра) = 500 + 0,34 – 1,14 = 499,2 г,

m₁(AgNO₃) = 500•20/100 = 100 г,

m₂(AgNO₃) = 100 – 1,79 = 98,21 г,

₂(AgNO₃) = (98,21/499,2)•100% = 19,6%.

Ответ.

m(Ag) = 1,14 г, m(Zn) = 0,34 г,
₂(AgNO₃) = 19,6%.

2.

Дано:

m(Mg) = 44 г,
HCl (р-р) – избыток,
m(NaOH)/m(CaO) = 1:1.

Найти:

m(CH₃COONa)/m(натр. изв.).

Решение

44/24 = x/22,4, х = 41 л.

y/40 = 41/22,4, y = 73,2 г;

z/82 = 41/22,4, z = 150 г.

Натронная известь содержит 50% вещества, реагирующего с ацетатом натрия с выделением метана, следовательно, ее нужно взять в два раза больше, чем гидроксида натрия:

m(натр. изв.) = 73,2•2 = 146,4 г.

Соотношение m(CH₃COONa)/m(натр. изв.) = 150:146,4 = 1,02:1.

Ответ. 1,02:1.

3.

Дано:

V(р-ра KBr) = 250 мл,
(Br ^–) = 25%,
m(ост.) = 40 г.

Найти:

V(Cl₂).

Решение

Зная, что связанный бром в остатке составляет 25%, найдем его массу, а по массе брома – массу бромида калия:

m(cвязанного Br) = m(Br ^–) = 25•40/100 = 10 г.

Молярная масса бромида калия:

M(KBr) = 119 г/моль.

Составим пропорцию:

119 г KBr содержит 80 г связанного брома,
х г KBr содержит 10 г брома.

Отсюда х = 14,875 г, это – масса бромида калия.

Масса другого компонента сухого остатка:

m(KCl) = 40 – 14,875 = 25,125 г.

Найдем объем хлора (z л), используя уравнение реакции:

Ответ. V(Cl₂) = 3,7 л.

4.

Дано:

V₁(смеси) = 15,68 л,
V(смеси) = 8,96 л,
V(О₂) = 6,72 л.

Найти:

(СН₄),
(СО₂),
(СО).

Решение

С раствором KOH прореагировал только СО₂:

2KOH + СО₂ = K₂СО₃ + H₂O.

Следовательно,

V₂(смеси) = 15,68 – 8,96 = 6,72 л.

Пусть объем оксида углерода(II) в смеси составляет 2х л, тогда на взаимодействие с ним пошло х л кислорода:

Объем метана в смеси и объем кислорода, вступившего с ним в реакцию, равны соответственно (6,72 – 2х) л и (6,72 – х) л.

(6,72 – 2х)/1 = (6,72 – х)/2.

Отсюда х = 2,24 л. Следовательно,

V(CO) = 4,48 л,

V(CН₄) = 6,72 – 4,48 = 2,24 л,

V(CO₂) = 8,96 л.

(СО) = 4,48/15,68•100% = 28,56%,

(CН₄) = 2,24/15,68•100% = 14,28%,

(CО₂) = 8,96/15,68•100% = 57,16%.

Ответ.

(СО) = 28,56%,
(CН₄) = 14,28%,
(CО₂) = 57,16%.

5.

Дано:

m(смеси) = 8,24 г,
(MnO₂)/(ЭO₂) = 3/1,
HCl (р-р) – избыток,
V(Cl₂) = 1,344 л.

Найти:

формулу ЭО₂.

Решение

По объему выделившегося хлора найдем массу оксида марганца(IV):

х/87 = 1,344/22,4,  х = 5,22 г.

Найдем число молей оксида марганца(IV):

(MnO₂) = 5,22/87 = 0,06 моль.

Вычислим m(ЭО₂) = 8,24 – 5,22 = 3,02 г.

Зная, что мольное отношение оксида марганца(IV) к неизвестному оксиду составляет 3:1, найдем число молей у оксида ЭО₂ в смеси:

3/1 = 0,06/y, y = 0,02 моль ЭО₂.

Найдем молярную массу z неизвестного оксида:

0,02 моль – 3,02 г,
1 моль – z г.

Отсюда z = 151 г/моль.

Следовательно, относительная атомная масса элемента:

A_r(Э) = 151 – 32 = 119,

что соответствует элементу олово.

Ответ. Неизвестный оксид – SnO₂.

6.

Дано:

m(C_xH_y) = 90 г,
(C_xH_y–1Cl):(C_xH_y–2Cl₂):(C_xH_y–3Cl₃) = 1:2:3,
(C_xH_y–1Cl) = 32,25.

Найти:

m(C_xH_y–1Cl),
m(C_xH_y–2Cl₂),
m(C_xH_y–3Cl₃).

Решение

Зная плотность монохлоралкана по водороду , найдем его относительную молекулярную массу:

M_r(C_xH_y–1Cl) = 32,25•2 = 64,5.

Найдем M_r(C_xH_y–1) = 64,5 –35,5 = 29.

Следовательно, C_xH_y = С₂Н₆, хлорировали этан. Уравнение реакции с заданным объемным отношением продуктов:

90/180 = х₁/64,5, х₁ = 32,25 г;

90/180 = y₁/198, y₁ = 99 г;

90/180 = z/400,5, z = 200,25 г.

Ответ.

m(C₂H₅Сl) = 32,25 г,
m(C₂H₄Cl₂) = 99 г,
m(C₂H₃Сl₃) = 200,25 г.

7.

Дано:

Объем колбы = V л,
газ – H₂S.

Найти:

(H₂S).

Решение

Пусть колба имеет объем V л. Тогда:

(Н₂S) = V/V_M; m(H₂S) = M•,
m(H₂S) = M•V/V_M = 34•V/22,4 = 1,52V г.

После заполнения колбы водой масса раствора (с учетом того, что плотность воды составляет
1000 г/л) станет равна:

m(р-ра) = m(H₂O) + m(H₂S);
m(р-ра) = 1000V + 1,52V = 1001,52V г.

Теперь можно найти массовую долю H₂S:

(H₂S) = m(H₂S)/m(р-ра);

(H₂S) = 1,52/1001,52 = 0,0015, или 0,15%.

Ответ. (H₂S) = 0,15%.

В.А.ДЕМИДОВ,
учитель химии
Синегорской средней школы
(Нагорский р-н, Кировская обл.)