Олимпиады по химии

4 / 4 2 4 £


Решение
1) ти(Си8О₄ • Н₂О) = х, тп(Си8О₄ • ЗН₂О) = у. х + у = 3, 219х + 70,9у = 251,2,


х = 2,736 г СиБО. • Н„О,
у = 0,264 г Си8О₄ • ЗН₂О.


М_г(Си8О₄ • Н₂О) = 177,5, М_г(Си8О₄ • ЗН₂О) = 213,5,


/п(Н₂О)


2,736
177,5


0,264
213,5 ’ )


•18 = 0,344 г,


0,344 г
со(Н₂0) = —-—— ■ 100 % = 11,5 %.
3 г


85

8 класс

1. 
   Размерность теплоты растворения: Дж/г = кДж/кг. Для того чтобы перейти к расчету молярной теплоты, нужно определить ее размерность. Для этого теплоту, в Дж/г, умножим на молярную массу, в г/моль:
   

Дж г _ Дж
г моль моль
Ц = <2 -Я
^гидр ^растворения соли ^растворения кристаллогидрата
Ч-идр ^{= 27}>⁷⁴ кДж/моль (СиЭО₄ • Н₂0);
(?гид_Р ⁼ 51,58 кДж/моль (СивО₄ • ЗН₂О);
гадр = 78,45 кДж/моль (СиЭО₄ • 5Н₂О).

67. 
    (Одесса-92, 1.1.4)
    

Смесь оксидов железа (II) и железа (III) массой 39,2 г растворили в соляной кислоте с массовой долей хло­роводорода 20%, плотность раствора 1,101 г/мл. Устано­вили, что прореагировала кислота, содержащаяся в 232 мл такого раствора.
Определите состав смеси.


Решение
Масса кислоты, вступившей в реакцию:
тп(НС1) = 0,20 • 232 мл • 1,101 г/мл = 51,1 г.
Уравнения реакций:
х моль 2х моль
ЕеО + 2НС1 =РеС1₂ + Н₂О, 72 г/ моль 36,5 г / моль
у моль бу моль
Ее₂О₃ + 6НС1 = 2ЕеС1₃ + ЗН₂О, 160 г/моль 36,5 г/моль
Система алгебраических уравнений:
Гх-72+ 1/ 160 = 39,2,
|(2х + 6у)-36,5 = 51,1,
х = 0,1 моль ЕеО; у = 0,2 моль Ее₂О₃ или тп(ЕеО) = 7,2 г; т(Ее₂О₃) = 32,0 г.

67. 
    (Тернополь-90, 1.1.5)
    

К воде объемом 900 мл прибавили раствор сер­ной кислоты объемом 100 мл с массовой долей Н₂8О₄ 96 %


86




Всеукраинские олимпиады и плотностью 1,84 г/см³. Рассчитайте массовую долю сер­ной кислоты в полученном растворе (плотность 1,12 г/см³) и его молярную концентрацию.
Решение
Масса раствора кислоты равна 1,84 г/мл • 100 мл = 184 г. В этом растворе содержится серная кислота массой 0,96 • 184 г = 176,64 г. Масса приготовленного раствора равна 900 г + 184 г = 1084 г. Рас­считываем массовую долю и молярную концентрацию Н₂8О₄: 176,64 г
со(Н₂80₄ ) = * = 0,163;
^{2 4} 1084 г
176,64 г 1000 мл/л 1,12 г/мл ,
с(Н₂8О₄) = = 1,86 моль,/л.
98 г/моль-1084 г '

67. 
    (Запорожье-97, 1.1.5)
    

Химическим анализом установлено, что массо­вые доли сульфатов лития, натрия и калия в насыщенных при 20 °С водных растворах составляют 25,5; 16,1; 10,0 % соответственно.

1. 
   Рассчитайте растворимость в воде Ы₂8О₄ • Н₂О, Ыа₂8О₄ • ЮН₂0 и К₂ЗО₄.
   
2. 
   Почему при повышении температуры растворимость Ма₂ЭО₄ • ЮН₂0 растет, а Ы₂8О₄ • Н₂О уменьшается?
   
3. 
   Предложите простейший способ выполнения описан­ного в условии химического анализа.
   

Решение

1. 
   Пусть растворимость 1д₂8О₄ • Н₂О в воде составляет х г/100 г
   

18 г
воды. Поскольку со(Н₂0 в 1л₂8О₄ ■ Н₂О) = = 0,141,
110 г +18 г
такой раствор будет содержать (100 + 0,141 • х) г воды и (1 - 0,141) • х г сульфата лития. Массовая доля сульфата лития в этом растворе „ _п. (1-0,141) -х _л
равна 25,5%, то есть = 0,255,
(1-0,141) • х + (100 + 0,141 ■ х)
откуда х = 42,2. Растворимость 42,2 г в 100 г воды.
Проводя аналогичный расчет для декагидрата сульфата на­трия, получаем значение его растворимости 57,5гв 100 г воды.


87




8 класс


Растворимость сульфата калия определим из пропорции:
в 90 г воды растворяются 10 г сульфата калия,
в 100 г » » у г » »,
откуда у = 11,1. Растворимость 11,1г в 100 г воды.

2. 
   Катион лития имеет небольшой радиус, и, вследствие это­го, высокую энергию гидратации, причем в гидратную оболочку входит более одной молекулы воды. В кристаллогидрате сульфата натрия уже содержится количество воды, достаточное для форми­рования гидратных оболочек ионов. Поэтому соль лития раство­ряется с выделением тепла, а соль натрия — с поглощением. Со­гласно принципу Ле Шателье, повышение температуры приведет к уменьшению растворимости соли лития и к росту растворимости соли натрия.
   
3. 
   Например, гравиметрический анализ с помощью раствора соли бария: Ва²⁺ + 8О²' = Ва8О₄4-. Осадок, выделенный избытком соли бария из заданного объема раствора сульфата, фильтруют, сушат в муфельной печи и взвешивают, а затем рассчитывают концентрацию сульфата в исходном растворе.
   

67. 
    (Ужгород-89, 1.1.5)
    

К 100 см³ насыщенного раствора медного купо­роса добавили 5,0 г безводного сульфата меди (II), выдер­жали некоторое время, осадок отфильтровали и взвесили. Какова была масса осадка, если растворимость сульфа­та меди (II) при этой температуре 17,15 %?
Решение
Из условия задачи следует, что исходный раствор содер­жит 17,15 г СиЭО₄ и 100 - 17,15 = 82,85 г воды. При прибавлении еще 5 г Си8О₄ его масса составила 22,15 г. Если в осадок выпало х г кристаллогидрата сульфата меди (СиЭО₄ + 5Н₂О = СиЭО₄ • 5Н₂О), то он содержал • = 0, 64х г СивО₄, и в растворе его осталось (22,15 -
-0,64х)г. Масса раствора — 100 + 5-х = (105-х) г. Так как раст-
22,15-0,64х 17,15
вор насыщенный, то —— = - , откуда х = 8,84 г.
105 — X 100


88

67.