Олимпиады по химии

Районные олимпиады

Рассчитаем массовую долю лития в его оксиде 1л₂О:
/_т.х 6,94-2 _Л __
со( Ь11 = = 0,4645 .
^{к 7} 6,94-2 + 16,00
Теперь легко вычислить массу нуклида ^бЫ в 10 г оксида ли­тия:
тп(⁶Ы) = тп(Ы₂О) • со(Ы в Ы₂О) • со(⁶Ы в Ы) =
= 10 г • 0,4645 • 0,069 = 0,32 г.

95. 
    (2.1.3)
    

Аммиак, содержащийся в 0,250 г соединения состава Cu(NH₃)_xSO₄, полностью нейтрализовали 25,37 мл раствора НС1 с молярной концентрацией 0,201 моль/л. Определите массовую долю аммиака в соединении и ин­декс х. Запишите структурную формулу комплексного ка­тиона вещества.
Решение
Уравнение реакции:
Cu(NH₃)_xSO₄ + xHCl = xNH₄C1 + CuSO₄.
По условию задачи,
п(НС1) = 25,37 • 10 ³ л • 0,201 моль/л = 5,10 • 10~³ моль.
Теперь массу Cu(NH₃)_xSO₄ можно определить как по стехио­метрии реакции, так и по его молярной массе M(Cu(NH₃) SO₄) = = (160 + 17х) г/моль. Получаем уравнение:
0,250 5,10-10~³
160 + 17х х откуда х = 4,997 » 5.
Для катиона Си²⁺ характерно координационное число 4, а пя­тая молекула аммиака, по всей видимости, связана с сульфат- анионом, по аналогии со структурой медного купороса.

95. 
    (1.1.2, 1.1.4, 2.1.5)
    

В два стакана, содержащих по 180 мл воды, вне­сли литий и натрий массой по 1,00 г. В каком стакане вода нагреется сильнее? Во сколько раз различаются объемы выделившегося газа? Почему в электрохимическом ряду металлов литий стоит левее натрия?


109

10 класс

Решение

Определим количества вещества металлов:
/ ч 1,00 г п(1.1) = = 0,144 моль ,
^{у 7} 6,94 г/моль
п (Ма) = 1>00 ^г _ о 0435 _МОЛь .
^{к 7} 22,99 г/моль
Тепловые эффекты однотипных реакций не должны разли­
чаться слишком сильно, тогда как количества веществ различаются в 3,3 раза. Следовательно, вода в стакане с литием нагреется сильнее. Уравнение реакции одинаково для обоих процессов:
2М + 2Н₂О = 2МОН + Н₂Т, поэтому количества вещества (а значит, и объемы) выделившегося водорода будут различаться в те же 3,3 раза.
Для натрия металлические свойства более характерны, чем для лития. Однако литий стоит левее натрия в электрохимичес­ком ряду металлов. Кажущееся противоречие объясняется тем, что электрохимический ряд металлов составлен для водных ра­створов, а катион лития значительно эффективнее гидратируется (выше теплота гидратации) вследствие малого радиуса.

95. 
    (2.1.1)
    

Предположим, что вместо трех р-орбиталей на энергетических уровнях атомов существовало бы только две, а вместо пяти d-орбиталей — только три. Как в этом случае выглядели бы первые четыре периода Периодичес­кой системы, если бы порядок заполнения орбиталей элек­тронами не изменился? Запишите электронные формулы элементов № 1, 4, 8, 10, 14 настоящей и гипотетической Периодической системы. Наличие каких свойств (харак­терные степени окисления, формулы простых веществ) следует ожидать у этих элементов в каждой системе?
Решение
Первый период гипотетической системы элементов со­стоит из двух элементов, второй и третий — из шести, а четвертый — из двенадцати. Максимальная валентность для sp-элементов гипо­тетической системы составляет III, а для d-элементов — VI.

110