Олимпиады по химии

Районные олимпиады

95. 
    (2.1.2, 2.1.5)
    

Известно, что одни вещества растворяются в воде с выделением тепла (например, NaOH, CuSO₄, Н₃РО₄), а другие — с поглощением (например, NH₄C1, CuSO₄ • 5Н₂О, Na₂S₂O₃). Объясните, с чем это может быть связано, рас­смотрев процессы, протекающие при растворении твердых веществ в воде.
Решение
При растворении твердых веществ в воде возможны два процесса: поглощение тепла при разрушении кристаллической решетки и выделение тепла при образовании связей между части­цами растворенного вещества и молекулами растворителя. Сум­марный тепловой эффект растворения зависит от соотношения этих величин.

95. 
    (2.1.3)
    

Чем различаются продукты взаимодействия гид­роксидов алюминия и калия в расплаве и в водном раство­ре? Запишите уравнения реакций, обсудите строение про­дуктов.
Решение
При сплавлении вода испаряется, остается ионное со­единение типа смешанного оксида алюминия-калия:
А1(0Н)₃ + ЗКОН = KgAlOjj + ЗН₂ОТ.
В растворе гидроксид алюминия проявляет амфотерные свой­ства за счет реакций комплексообразования:
А1(ОН)₃Ф + КОН = К[А1(ОН)₄], A1(OH)₃¿ + ЗКОН = К₃[А1(ОН)₆].
Комплексный анион [А1(ОН)₄]~ в действительности имеет со­став [А1(ОН)₄(Н₂О)₂]~, для него обычно используют упрощенную запись. В анионах [А1(ОН)₄(Н₂О)₂]^_ и [А1(ОН)₆]³“ степень окисле­ния алюминия по-прежнему +3, однако истинная валентность (ко­ординационное число) равно 6. Три дополнительные связи образо­ваны атомом алюминия по донорно-акцепторному механизму.


107




10 класс

95. 
    (2.1.5)
    

В четыре пробирки с водой бросили по кристал­лику следующих солей: Fe₂(SO₄)₃, KCl, ВаСО₃, Na₂S. Опре­делите среду полученных растворов, ответ подтвердите I уравнениями реакций.
Решение

1. 
   Fe₂(SO₄)₃ = 2Fe³⁺ + 3SO²”,
   

Fe³⁺ + H₂O = FeOH²⁺ + H⁺, среда кислая вследствие гидроли­за по катиону.

2. 
   КС1 = К⁺+ СГ, гидролиз отсутствует, среда нейтральная.
   
3. 
   ВаСО₃ = Ва²⁺ + СО^2-. Соль практически не растворима в воде (однако диссоциирует в растворе полностью!), и, несмотря на то что ожидается преобладание гидролиза по аниону, среда практи­чески нейтральная из-за очень малой концентрации частиц ра­створенного вещества.
   
4. 
   Na₂S = 2Na⁺ + S²”,
   

S²” + H₂O = HS” + ОН”, среда щелочная вследствие гидроли­за по аниону.

95. 
    (1.1.3, 2.1.1)
    

Средняя атомная масса лития равна 6,94 а.е.м., а атомные массы нуклидов ⁶Li и ⁷Li, из которых и состоит элемент, равны 6,02 и 7,02 а.е.м. соответственно. Какая масса нуклида ⁶Li содержится в 10 г оксида лития нор­мального изотопного состава?
Решение
Пусть 1 моль химического элемента лития содержит х моль нуклида ⁶Li и (1 - х) моль нуклида ⁷Li (таким образом, х — это молярная, но не массовая доля нуклида ⁶Li). Составим уравне­ние для средней атомной массы элемента:
6,02х + 7,02 • (1 - х) = 6,94, откуда х = 0,08.
Определим теперь массовую долю нуклида ⁶Li в их природной смеси:


0,08-6,02


6,94


= 0,069 .


108