" В РАСТВОР ПОГРУЖЕНА ПЛАСТИНКА..."

Пучки расчетных задач

Продолжение. См. № 44, 46, 48/2003;
9, 14, 21, 39, 44/2004;
3, 16, 20/2005;
1, 13/2006;
8, 21/2007

Если вам так и не удалось отработать приемы решения задач на пластинку, не унывайте. Попробуйте еще раз. Для этого воспользуйтесь задачами, не вошедшими в пучки А–П (~200 задач). Их свыше 30. Напоминаем, что при одинаковых степенях окисления металлов M₁ и M₂, обменивающихся местами на пластинке и в растворе, ключевая формула для расчетов:

(M₁) = (M₂) = Dm/DM,

где (M₁) и (M₂) – количества вещества реагирующих металлов, m – изменение массы пластинки, M = M(M₁) – M(M₂) – разность молярных масс металлов. Например, в задаче 5 (см. ниже) (Cu) = (Zn) = 0,2 моль. В задаче 12 (Cu) = m/M = 0,1/(64 – 56) = 0,0125 моль, m(Cu) = • M = 0,0125•64 = 0,8 г.

Резервные задачи для
составления новых пучков

1. К раствору, содержащему 40 г сульфата меди(II), прибавили 12 г железных опилок. Рассчитайте, останется ли в растворе сульфат меди(II) после того, как закончится реакция [1–5].

(Ответ. Останется.)

2. К раствору, содержащему 16 г сульфата меди(II), прибавили 12 г железных опилок. Сколько граммов меди выделится при этом [1–5]?

(Ответ. 6,4 г.)

3. В раствор, содержащий 27 г дихлорида меди, погрузили 12 г железных опилок. Определите массу меди, выделившейся из раствора [1–3].

(Ответ. 12,8 г.)

4. В пробирки с раствором ацетата свинца погрузили стружки следующих металлов: цинка, железа, магния, меди. Напишите уравнения возможных реакций [1].

5. Какое количество вещества меди, содержащейся в растворе сульфата меди(II), выделится при взаимодействии раствора с 0,2 моль цинка [1–3]?

(Ответ. 0,2 моль Cu.)

6. Какое количество серебра выделится из раствора нитрата серебра при внесении в этот раствор
1 моль цинка [1–3]?

(Ответ. 0,2 моль Ag.)

7. Один металл можно аналитически открыть следующим образом: каплю раствора его соли помещают на чистую медную пластинку. При этом на пластинке появляется серебристо-белое пятно, бесследно исчезающее при нагревании. Металл относится к II группе периодической системы химических элементов. О каком металле идет речь? Напишите ионное уравнение данной реакции [2].

(Ответ. Металл – ртуть.
Краткое ионное уравнение реакции:

Сu⁰ + Hg²⁺ = Сu²⁺ + Hg⁰.)

8. Сообразуясь с положением металла в ряду стандартных электродных потенциалов, укажите, что будет наблюдаться при добавлении цинка к раствору, содержащему сульфаты алюминия и меди(II). Приведите уравнения происходящих реакций в ионной форме [2].

9. Можно ли хранить раствор медного купороса: а) в оцинкованных ведрах; б) луженых ведрах? Почему [2]?

10. Один из способов очистки ртути от примеси металлов (например, цинка и олова) заключается в том, что ее взбалтывают с раствором сульфата ртути(II). На чем основан этот способ очистки [1, 2]?

11. Медную пластинку массой 50 г погрузили на некоторое время в раствор нитрата ртути(II), после чего масса пластинки стала равной 55 г. Затем пластинку нагрели до приобретения ею первоначального цвета. Вычислите конечную массу пластинки [6].

(Ответ. 47,7 г.)

12. Железную пластинку массой 10 г внесли в раствор медного купороса. Через некоторое время пластинку извлекли из раствора, промыли, просушили и взвесили; ее масса стала 10,1 г. Определите: а) массу меди, выделившейся на пластинке; б) число осадившихся атомов меди [7].

(Ответ. а) 0,8 г; б) 7,525•10²¹ атомов.)

13. Железную пластинку массой 10 г погрузили в раствор медного купороса. Когда пластинку вынули из раствора и взвесили, то получилось, что ее масса увеличилась на 1 г. Сколько атомов меди осадилось на пластинке [8]?

(Ответ. 7,5•10²².)

14. Медный стержень массой 70,4 г выдержали в растворе нитрата серебра, после этого его масса стала 85,6 г. Затем стержень растворили в 400 мл 64%-го раствора азотной кислоты ( = 1,4 г/см³). Рассчитайте, как изменится массовая доля азотной кислоты в растворе, если она восстанавливается до диоксида азота [8].

(Ответ. (HNO₃) = 14,9%.)

15. Железные опилки погрузили в растворы солей магния и серебра. В каком случае будет наблюдаться выделение металла [9]?

16. Железную пластинку массой 40 г погрузили в раствор сульфата меди(II). Когда пластинка покрылась медью, ее масса увеличилась до 43 г. Сколько граммов и атомов железа перешло в раствор [10]?

(Ответ. 21 г; 2,25•10²³ атомов.)

17. Кусок цинка поместили в раствор, содержащий одновременно сульфат меди(II) и сульфат железа(II). Какой из этих металлов будет вытесняться в первую очередь [11]?

18. В 250 мл раствора, содержащего в 1 л по 0,2 моль сульфатов цинка, магния и никеля, был помещен кусок алюминия массой 0,8 г. Какие металлы и в каком количестве по массе были вытеснены [11]?

(Ответ. m(Zn) = 3,25 г, m(Ni) = 2,9 г.)

19. Из каких солей (нитрат свинца, сульфат алюминия, сульфат меди(II), нитрат серебра, сульфат цинка) могут быть вытеснены металлы при внесении в их растворы никеля? Дайте мотивированный ответ, запишите уравнения соответствующих реакций [11].

20. Железную пластинку массой 100 г погрузили в 250 г раствора сульфата меди(II) с массовой долей 20%. Через некоторое время пластинку вынули из раствора, промыли, высушили и взвесили. Ее масса оказалась равной 102 г. Определите массовые доли (%) веществ, содержащихся в растворе после удаления из него металлической пластинки [12].

(Ответ. (CuSO₄) = 4%, (FeSO₄) = 15,3%.)

21. В раствор сульфата меди(II) поместили железную пластинку массой 9,198 г. После того как пластинку промыли дистиллированной водой и высушили, ее масса оказалась равной 9,42 г. Определите массу выделившейся меди [13].

(Ответ. 1,8 г Cu.)

22. Масса цинковой пластинки, помещенной в раствор некоторой соли, через какое-то время увеличилась на 0,3 г. Дополните условие задачи таким образом, чтобы можно было рассчитать количество цинка, перешедшее в раствор, и произведите этот расчет [14, 15].

23. В 500 мл раствора, содержащего нитраты меди, натрия и серебра с концентрацией каждой соли 0,1 экв/л, погрузили 3,6 г цинка. Какие металлы и в каком количестве будут вытеснены цинком
[14, 15]?

(Ответ. m(Cu) = 1,9 г, m(Ag) = 5,4 г.)

24. В раствор сульфата меди(II) погрузили железную пластинку массой 10 г. Через некоторое время пластинку вынули, промыли, высушили, ее масса оказалась равной 10,75 г. Сколько граммов железа растворилось, а меди – выделилось на пластинке [16]?

(Ответ. m(Fe) = 5,6 г, m(Cu) = 6,4 г).

25. Железную пластинку массой 8 г некоторое время выдерживали в 250 г раствора сульфата меди(II) с массовой долей соли 15%. Масса пластинки стала 8,77 г. Найдите массовую долю сульфата меди(II) в растворе после окончания реакции [17].

(Ответ. (CuSO₄) = 8,6%.)

26. На раствор нитрата серебра подействовали избытком порошка цинка. После окончания реакции и удаления осадка масса раствора изменилась на 4,53 г. Определите, сколько нитрата серебра было в растворе [18].

(Ответ. m(AgNO₃) = 10,2 г.)

27. Увеличится или уменьшится масса цинковой пластинки при взаимодействии ее: а) с раствором сульфата меди(II); б) с раствором нитрата свинца? Ответ мотивируйте [17].

28. Пластинку из двухвалентного металла погрузили в 10%-й раствор сульфата железа(II) массой 200 г. Через некоторое время пластинку извлекли из раствора. Масса пластинки увеличилась на 1,6 г, а массовая доля сульфата железа(II) в растворе уменьшилась в 1,6 раза. Из какого металла была сделана пластинка [19]?

(Ответ. Магний.)

29. Магниевую пластинку погрузили в раствор хлорида неизвестного металла. Масса металла, выделившегося на поверхности пластинки, составила 75% от массы магния, перешедшего в раствор. Определите, какой металл выделился на поверхности пластинки [19].

(Ответ. Алюминий.)

30. Магниевую пластинку массой 16 г погрузили в 16%-й раствор сульфата меди(II) массой 350 г. Когда пластинку извлекли, массовые доли содержащихся в растворе солей оказались одинаковыми. Определите, во сколько раз увеличилась масса пластинки [19].

(Ответ. В 1,5 раза.)

31. В 10 мл водного раствора хлорида неизвестного металла погрузили железную пластинку массой 10 г. В тот момент, когда металл, находившийся в составе соли, полностью осел на пластинке, ее масса составила 10,1 г. Затем в точно такой же исходный раствор погрузили кадмиевую пластинку массой 10 г. После завершения второй реакции масса пластинки составила 9,4 г. Определите, хлорид какого металла содержался в исходном растворе и какова была его молярная концентрация [20].

(Ответ. CuCl₂, с = 1,25 M.)

32. В 1 л 2 н. раствора нитрата серебра погрузили цинковый стержень. На поверхности металла осело металлическое серебро. Масса стержня после этого возросла на 75,5 г. Образовавшийся раствор разбавили до объема 15 л. Вычислите концентрацию ионов серебра в моль/л в полученном растворе [20].

(Ответ. с = 0,0667 н.)

Л и т е р а т у р а

1. Гольдфарб Я.Л., Сморгонский Л.М. Задачи и упражнения по химии. М., 1953, 168 с.

2. Гольдфарб Я.Л., Сморгонский Л.М. Задачи и упражнения по химии. М., 1957, 144 с.

3. Гольдфарб Я.Л., Сморгонский Л.М. Задачи и упражнения по химии. М.,1963, 144 с.

4. Гольдфарб Я.Л., Ходаков Ю.В. Задачи и упражнения по химии. М., 1979, 190 с.

5. Гольдфарб Я.Л., Ходаков Ю.В., Додонов Ю.Б. Задачи и упражнения по химии. М., 1999, 271 с.

6. Штремплер Г.И., Хохлова А.И. Методика решения расчетных задач по химии. 8–11 классы. М., 1998, 207 с.

7. Кушнарев А.А.Задачи по химии для старшеклассников и абитуриентов. М., 1999, 160 с.

8. Кушнарев А.А.Учимся решать задачи по химии. Руководство для самостоятельной подготовки к экзамену. М., 1996, 221 с.

9. Свитанько И.В. Нестандартные задачи по химии. М., 1994, 80 с.

10. Лучинская М.Г., Михеева Н.Н. Методические указания по химии. М., 1991, 171 с.

11. Абкин Г.Л.Задачи и упражнения по химии. М., 1972, 110 с.

12. Сидельникова В.И.Сборник задач повышенной трудности и упражнений по химии. Тюмень, 1994, 151 с.

13. Журин А.А.Сборник задач по химии. М., 1997, 254 с.

14. Адамович Т.П., Васильева Г.И., Попкович Г.А., Улазова А.Р. Сборник упражнений и усложненных задач с решениями по химии. Минск, 1970, 160 с.

15. Адамович Т.П., Васильева Г.И., Попкович Г.А., Улазова А.Р. Сборник упражнений и усложненных задач с решениями по химии. Минск, 1979, 253 с.

16. Гудкова А.С., Ефремова К.М., Магдесиева Н.Н., Мельчакова Н.В. 500 задач по химии. М., 1981, 159 с.

17. Смирнова Л.М., Жуков П.А. Сборник задач по общей и неорганической химии. 8–11 классы. СПб., 2000, 126 с.

18. Соколовская Е.П., Додонов Ю.Б. XV Всесоюзная олимпиада школьников по химии. Химия в школе, 1983, № 1, с. 50–62.

19. Воловик В.Б., Крутецкая Е.Б. Неорганическая химия. Упражнения и задачи. СПб., 1999, 136 с.

20. Польские химические олимпиады (сборник задач). Под ред. С.С.Чуранова. М., 1980, 532 с.

С.В.ТЕЛЕШОВ, учитель химии,
И.КУТУМОВ (г. Нефтеюганск)