Олимпиады по химии

(Симферополь-95, 1.1.1)

В романе Ж. Верна «Таинственный остров» ко­лонисты, попавшие на необитаемый остров, выплавляли железо старым способом: «...руду и уголь располагали чередующимися слоями. После полной загрузки сырья под действием притока большого количества кислорода возду­ха уголь, сгорая, превращается в углекислоту. Углекисло­та, действуя на оксид железа руды, отбирает у него части­цу кислорода и таким образом выделяет из него чистое железо...»

1. 
   Какие неточности допущены Ж. Верном в описании процесса выплавки железа?
   
2. 
   Запишите уравнения химических реакций, протека­ющих в описанном технологическом процессе.
   

54




Всеукраинские олимпиады


Решение

1. 
   Углекислота С0₂ не может быть восстановителем. Руда чаще всего представляет собой смесь оксида железа Ге₂О₃ (иногда гидра­тированного ГеО(ОН)), с другими солями, не содержащими желе­за. Восстановитель СО отбирает весь кислород, а избыточный уг­лерод растворяется в железе, получается чугун.
   
2. 
   С + О₂ = СО₂ (эта реакция обеспечивает нагрев смеси);
   

СО₂ + С = 2СО;
ЗГе,О_ + СО = 2Ге О + СО„;
Ге₃О₄ + СО = ЗГеО + СО₂;
ГеО + СО = Ге + СО₂.

22. 
    (Запорожье-97, 1.1.1)
    

В начале XVIII столетия Гулливер посетил Ве­ликую академию наук в Лагадо и увидел, как ученые по­лучают селитру из воздуха.

1. 
   Какие вещества называют селитрами? Приведите при­меры.
   
2. 
   Какую из селитр можно получить из воздуха?
   
3. 
   Какие операции осуществляли ученые при получении селитры? Напишите уравнения и укажите условия про­ведения реакций.
   
4. 
   Какие свойства селитры позволили лагадийцам исполь­зовать ее в сельском хозяйстве, медицине и для увесе­ления населения?
   

Решение

1. 
   Селитрами называют нитраты очень активных металлов, в первую очередь щелочных. Примеры: КЬГО₃ — калийная (чи­лийская) селитра, МаЪЮ₃ — натриевая селитра.
   
2. 
   Из воздуха можно получить аммиачную селитру МН₄ЫО₃.
   
3. 
   Опишем метод, близкий к современным технологиям. Сна­чала из воздуха необходимо выделить азот и кислород. Это дела­ется сильным охлаждением воздуха. Воду лучше из воздуха не выделять (водяного пара в воздухе слишком мало, операция не­производительна), а взять из какого-либо источника.
   

55




8 класс


2Н₂О = 2Н₂Т + 0₂Т (электролиз);
М₂ + ЗН₂ = 2ЫН₃ (нагревание на катализаторе при повышенном давлении);
4МН₃ + 5О₂ = 4ЫО + 6Н₂О (каталитическое окисление);
4МО + ЗО₂ + 2Н₂О = 4НМО₃;
НМО₃ + МН₃ = МН₄1ЧО₃.

4. 
   Аммиачная селитра — хорошее азотное удобрение. В меди­цине ее могли использовать для наркоза, так как при ее разложе­нии выделяется оксид азота (I): ЫН₄МО₃ = М₂О + 2Н₂О. С этой же реакцией связано ее взрывное разложение, что позволяет исполь­зовать эту соль в пиротехнике (изготовление фейерверков).
   

22. 
    (Черновцы-94, 1.1.1)
    

Восстановите левые части следующих уравнений химических реакций:
... = 2ГеС1₃ + ГеС1₂ + 4Н₂О;
... = 4ГеС1₃ + 2Н₂О;
... = Ге₃О₄ + 4Н₂О;
... =Са(ОН)₂+2Н₂;
... = 2Са(ОН)₂ + О₂.
Решение
Ре₃О₄ + 8НС1 = 2ГеС1₃ + РеС1₂ + 4Н₂О;
4РеС1₂ + О₂ + 4НС1 = 4РеС1₃ + 2Н₂О;
Ке(ОН)₂ • 2Ре(ОН)₃ = Ге₈О₄ + 4Н₂О;
СаН₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + 2Н₂;
2СаО + 2Н₂О₂ = 2Са(ОН)₂ + О₂.

22. 
    (Днепропетровск-87, 1.1.1)
    

При взаимодействии двух соединений, содержа­щих один и тот же элемент, образуется простое вещество, состоящее из атомов этого элемента.


56




Всеукраинские олимпиады

1. 
   Приведите примеры реакций, при которых происхо­дит такое взаимодействие.
   
2. 
   Какие из этих реакций имеют народнохозяйствен­ное значение?
   

Решение

1. 
   Описанные в условии реакции — это реакции, обратные реакциям диспропорционирования простого вещества; возможны варианты:
   

5HI + НЮ₃ = 31₂ + ЗН₂О;
2H₂S + SO₂ = 3S + 2Н₂О;
SiH₄ + SiCl₄ = 2Si + 4HC1;
NaH + H₂O = NaOH + H₂;
Na S O + H₂SO. = Na SO + H₂S₂O₃, H₂s₂o₃ = H₂O + SO₂ + S;
CH,NH, + HNO = CH,OH + HO 4- N„;