Олимпиады по химии

Решение
п(МаС1)

1. 
   Молярная концентрация МаС1 с(МаС1) = ————— , где
   

V — объем раствора. После разбавления

81




8 класс


/хт 0,100 моль/л ,
c(NaCl) = — = 0,090 моль/л.
1,111 '
Количество вещества NaCl n(NaCl)₂ • 8,1 • 10’³ л • 0,100 моль/л = = 8,1 • 10~⁴ моль. Отсюда объем раствора после разбавления n(NaCl) 8,1 10^ МОЛЬ _ _ .-з .
V = —) ± = — - = 9,0 • 10 ³ л (9 мл).
c(NaCl) 0,09 моль -л¹
Объем добавленной воды У(Н₂О) = 9,0 - 8,1 = 0,9 мл; масса воды тп(Н₂О) = V(H₂O) • р(Н₂О) = 0,9 мл • 1,00 г/мл = 0,9 г.
2) Единственное простое газообразное при нормальных усло­виях вещество, в молекуле которого два атома соединены тройной связью, — N₂ (Б).
Количество вещества азота в 1,50 г вещества A n(N) =
2 • 1 12 л
= 2n(N_?) = — = 0,10 моль (1,40 г). Количество веще-
^{v 7} гг^л-моль’¹
ства водорода в 1,50 г вещества А п(Н) = = —г- =
18 г • моль


= 0,10 моль (0,10 г).
Таким образом, в состав А входят только азот и водород.
Соотношение атомов N : Н = 0,1 моль : 0,1 моль =1:1. Про­стейшая формула А — (МН)_ж. Учитывая, что А — соль, можно предположить, что в ее состав входит ион аммония КН*, отсюда х = 4. Тогда А — КН₄К₃ (азид аммония).

1. 
   ЫН₄М₃ + о₂ = 2Ы₂ + 2Н₂О.
   

67. 
    (Одесса-92, 1.1.3, 1.1.4)
    

Смешали азот и водород в объемном отношении 1:2. Полученную смесь объемом 6 л пропустили над ка­тализатором при 450 °С и 300 атм. Смесь газов после ре­акции пропустили через воду. На нейтрализацию раствора аммиака израсходовали 400 мл раствора с молярной кон­центрацией серной кислоты 3 моль/л.
Определите практический выход аммиака.
Решение
Уравнение реакции:
2 л 4 л V л
ЗН₂+Ы₂ 2ЫН₃.
В недостатке — водород.


82




Всеукраинские олимпиады


Количество вещества водорода:
РУ 300 атм -2л . _Л .
п = = = 10,11 моль.
Я Т 0,08205 л • атм/(К • моль) • 723 К
Теоретический выход аммиака:
10,11 моль п(ЫН₃)
= , п(ЫН₃) = 6,74 моль. О ¿Л
Практический выход аммиака: п 1,2 моль
2ЫН₃ + Н₂ЗО₄ = (ЫН₄)₂ БО₄
п(ЫН₃) = 2,4 моль,
ц = -^- = 0,36.
6,74

67. 
    (Ужгород-89, 1.1.3, 1.1.4)
    

При полном сгорании смеси двух двухвалентных металлов массой 2,58 г образовалась смесь оксидов мас­сой 3,22 г, а при обработке смеси металлов такой же мас­сы избытком соляной кислоты выделился водород объе­мом 0,448 л (н. у.) и остался нерастворившийся остаток массой 1,28 г. Определите металлы, рассчитайте массовую долю (в %) каждого из металлов в смеси.
Решение
С кислотой прореагировал металл массой 2,58 - 1,28 = ⁼ 1>3 ^г: _13г 0,448 л
Me + 2НС1 = МеС1₂ + Н₂ Î,
^х 22,4 г/моль
a i-KK \ 1,3 -22,4 î
х = А(Ме) = = 65 г/моль (цинк);
0,448
1,3 г у
2Zn + О₂ = 2ZnO,
65 г/моль _{81 Г}/_Моль
1 3 2 81
у = m(ZnO) = ’ ' ----- = 1,62 г.
2 • 65
Масса оксида второго металла равна 3,22 - 1,62 = 1,6 г:
1,28 г 1,6 г
2Ме+О₂ =2МеО
г ² г + 16
1,28 *’⁶ лт/тиг А ал / / А
= , 2 = М(Ме) = 64 r/моль (медь).


2 • 2 2(г + 16)


83




1


8 класс


Расчет массовых долей:
со(Си) = . юо % = 49,6 %;
2,58
со(2п) = 50,4 %.

67. 
    (Тернополь-90, 1.1.4)
    

Газ, полученный при обжиге доломита СаСО₃- М^СО₃ массой 20 г, поглотился водным раствором аммиака объе­мом 200 мл с массовой долей аммиака 25 % (р = 0,9 г/см³). Массовая доля некарбонатных примесей в доломите со­ставляет 8 %. Какая соль образовалась в растворе? Чему равна ее масса?
Решение
Масса чистого СаСО₃ • М§СО₃ составляет 0,92 • 20 г = = 18,4 г (0,1 моль). Из такого количества доломита выделяется 0,2 моль СО₂. В растворе возможны реакции:
МН₃ + СО₂ + Н₂О = МН₄НСО₃, (1)
2ЫН₃ + СО₂ + Н₂О = (МН₄)₂СО₃. (2)
Количество вещества аммиака в растворе равно 0,25-0,9 г/см³ х х 200 мл = 45 г (2,65 моль). Таким образом, аммиак в избытке, и протекает реакция (2). Продукт реакции — (ЫН₄)₂СО₃, его ко­личество — 0,2 моль, масса — 19,2 г.

67. 
    (Черновцы-91, 1.1.4)
    

Определите массу углерода, которая потребует­ся для разложения 1 т известняка, содержащего 7 % инерт­ных примесей, если 20 % теплоты расходуется на нагрев корпуса печи и на тепловое излучение. Используйте следу­ющие термохимические уравнения:
СаСО₃ = СаО + СО₂ - 201 кДж/моль,
С + О₂ = СО₂ + 402 кДж/моль.
Решение
Необходимо разложить 10^б г • 0,93 = 9,3 • 10⁵ г СаСО₃. Соста­вим пропорцию:
на разложение 100 г СаСО₃ нужно затратить 201 кДж теплоты,
» 9,3 • 10⁵ г СаСО₃ » х кДж »,
откуда х = 1,87 • 10⁶.


84




Всеукраинские олимпиады.


Определим расход теплоты с учетом потерь:
80 % составляют 1,87 • 10⁶ кДж,
100 % » у кДж,
откуда у = 2,34 • 10⁶.
Наконец, определим расход углерода:
при сгорании 12 г углерода выделяется 402 кДж теплоты, » » г г » » 2,34 • 10⁶ кДж »,
откуда г = 7,0 • 10⁴.
Итак, необходимо сжечь 70 кг угля.

67. 
    (Одесса-92, 1.1.4)
    

Смесь двух кристаллогидратов сульфата меди Си8О₄ • Н₂О и Си8О₄ • ЗН₂О растворили в воде. Теплота раство­рения 3 г этой смеси в 50 мл воды составляет 251,2 Дж. Изве­стно также, что при растворении 1 г следующих солей в та­ком же количестве воды теплоты растворения равны: для Си8О₄ — +417 кДж/кг, Си8О₄ • Н₂О — +219 кДж/кг, Си8О₄- ЗН₂О — +70,9 кДж/кг, Си8О₄- 5Н₂О— -46,9 кДж/кг.

1. 
   Вычислите массовую долю воды в смеси кристалло­гидратов.
   
2. 
   Рассчитайте молярную теплоту гидратации безводной соли с образованием следующих кристаллогидратов: Си8О • Н₉О; Си8О • ЗН₉О; СивО • 5Н₉О.