Задачи с элементами
регионального компонента

Меня очень интересуют в предметных периодических изданиях публикации на экологическую тему и о состоянии природы регионов России. В моем детстве питьевая и речная вода была чистой. Сейчас на моей малой родине питьевая вода продается в бутылях, а река (приток Амура) – болото. Такая же катастрофа может случиться и в природе Камчатки – уникальном парке России. Хотя необратимый процесс уже происходит…
Камчатка является самой восточной окраиной России и входит в географическую зону, близкую по природным условиям к районам Крайнего Севера. Природа здесь особенно ранима: любое неконтролируемое воздействие может оказаться губительным для флоры и фауны полуострова и для людей, живущих в экстремальных условиях. Поэтому особенно важно в учебно-воспитательном процессе общеобразовательных школ уделить больше внимания изучению природы родного края, формированию экологического сознания личности. С этой целью я предлагаю химические задачи с элементами регионального компонента.

Задача 1. Широко распространенный цианидный способ извлечения золота из руд состоит в том, что измельченную руду обрабатывают слабым раствором цианида натрия. Золото переходит в раствор, т.к. образуется комплексное соединение золота(I) по схеме:

4Аu + 8NаСN + 2Н₂O + О₂ = 4Nа[Аu(СN)₂] + 4NаОН.

Из раствора золото выделяют металлическим цинком по схеме:

2Nа[Аu(СN)₂] + Zn = Na₂[Zn(СN)₄] + 2Аu.

Определите массы раствора цианида натрия с массовой долей 0,02% и цинка, необходимых для получения золота массой 112 г.
Допустимы ли экологически золоторазработки на полуострове Камчатка (в Быстринском природном парке, в частности)?

Задача 2. Сера – один из очень важных компонентов вулканических извержений. Содержание серы в рудах месторождения вулкана Мутновского, расположенного в пределах Южной Камчатки, – 20–30%, а местами – 50%. Формирование отложений серы происходит в несколько этапов: сернистые фуморолы*, вступая в реакцию с водой, образуют вначале сернистую кислоту, в последующем сернистая кислота вступает в реакцию с сероводородом, и в конечном итоге выпадает сера.
Напишите схемы этих реакций и рассчитайте, из какого объема диоксида серы (н.у.) получается 1 т серы.

Задача 3. Кратерное озеро Малый Семячик на Камчатке весьма насыщено серной кислотой, поэтому вода его очень агрессивна. В 1 л озерной воды растворено 2,3 г железа и алюминия, причем содержится 12,6 г их сульфатов.
Какого металла больше в этом озере?

Задача 4. Более 200 лет известны лечебные воды речки Киревцы (Срединный хребет Камчатки). В горячих водах Киревцы содержится борная кислота (до 200 мг/л), фтор (до 3 мг/л), мышьяк
(8–12 мг/л) и ртуть (следы).
Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

H₃BO₃ B₂O₃ B.

Какое количество бора можно получить из 10 л воды Киревцы с содержанием Н₃ВО₃ 200 мг/л?

Задача 5. При радиационно опасных вулканических выбросах в пылевом облаке может находиться радиоактивный йод-131, период полураспада которого 8 дней. Попадая в организм человека с пищей или через органы дыхания, йод-131 поражает щитовидную железу. Эффективным средством защиты при этом служит прием внутрь лекарственных препаратов стабильного йода: таблетки (0,125 г) йодида калия.
Содержится ли в ампуле с 10 г раствора 1%-го йодида калия достаточное количество соли для разового профилактического приема?

Задача 6. Человек начинает ощущать едкий запах диоксида серы, если в 1 м³ воздуха содержится 3 мг этого вредного газа. При вдыхании воздуха с таким содержанием SO₂ в течение пяти минут у человека начинается ларингит – воспаление слизистой оболочки гортани.
При окуривании погреба (30 м³) от микроорганизмов сожгли 30 г серы. Во сколько раз содержание сернистого газа превысило опасное количество SO₂?
Оказывает ли вредное воздействие на жителей Камчатки продукт вулканической деятельности диоксид серы?

Задача 7. Каким образом выбросы оксида серы(IV) при вулканических извержениях могут повлиять на численность глухарей, обитающих в лесах Камчатки?
Приведите уравнения реакций, позволяющих осуществить следующие превращения и решить задачу:

Cколько граммов серной и сернистой кислот потребуется для растворения 22,2 г известняка с массовой долей карбоната кальция 90%, если в реакцию вступают одинаковые по массе их количества?

Задача 8. В лабораторных условиях 10 г смеси гидроксида алюминия и карбоната свинца(II) обработали избытком раствора серной кислоты. При выпаривании раствора было получено 15,56 г сухого остатка. Определите состав полученной смеси солей.
Такие же процессы протекают и в природе Камчатки. При закислении водоемов в тканях организмов, в частности рыб, накапливаются загрязняющие вещества.
Появление ионов каких химических элементов в воде приводит к гибели рыб?

Задача 9. Весьма характерны для долины реки Гейзерной так называемые гейзериты. Это кремнистые отложения (SiO₂ – 85–92%), которые образуются вокруг воронок гейзеров.
В лаборатории сплавили природный известняк массой 150 г (содержание СаСО₃ – 85%) с гейзеритом массой 100 г (SiO₂ – 90%). Какую массу силиката кальция получили?

* Фуморолы – выходы горячего вулканического газа и пара из трещин, каналов, а также неостывших лавовых потоков.

ЛИТЕРАТУРА

Рудич К.Н. Каменные факелы Камчатки. Новосибирск: Наука, 1987;
Покровская М.В., Бьяжева В.А. Региональный компонент. Петропавловск-Камчатский:
Изд-во ИУУ, 1995;
Баганина А.В. Обновление содержания химического образования в 2003–2004 учебном году. Информационный бюллетень: ИУУ г. Петропавловск-Камчатский.

Ответы и решения см. в следующих номерах

Л.А.НУЯНЗИНА,
учитель химии школы № 5
(г. Ключи, Камчатская обл.)