Олимпиады по химии

9 класс


Решение

1. 
   Уравнения реакций:
   

X МОЛЬ X моль
Си + С1₂ = СиС1₂
63,5 г/моль _{134>5 г/моль}
у моль у моль
2Ге +ЗС1₂ = 2ЕеС1₃
56 г/моль 162.5 _г/моль
Алгебраические уравнения:
ГбЗ,5х + 56у = 1,76,
[134,5х + 162,5г/ = 4,6.
х = 0,01 моль Си или ти(Си) = 0,64 г,
у = 0,02 моль Ге или /п(Ее) = 1,12 г.
Массовые доли:
(о(Си) = юо % = 36,36 %,
^{к 7} 1,76
со (Ее) = ——— • 100 % = 63,64 %, ^{к 7} 1,76

2. 
   Молярные доли хлоридов:
   

со(СиС1₂) = — 100 % = 33,33 %,
^{к 27} 0,01 + 0,02
со(ЕеС1₃) = 100-33,33 = 66,67 %.

3. 
   Уравнение реакции:
   

0,02 моль 0,02 моль
Ее + 2НС1 = ЕеС1₂ + Н₂» тп(ЕеС1₂) = 0,02 моль • 127 = 2,54 г.

135. 
     (Черновцы-80, 1.1.3, 1.1.4)
     

При действии на 124 г смеси серебра, железа и хрома концентрированной азотной кислоты на холоде выделяется 22,4 л газа. При действии на то же количество смеси концентрированной йодоводородной кислоты выде­ляется 17,92 л газа. Все измерения проведены при н. у. Определите состав смеси.
Решение
При действии на смесь концентрированной азотной кис­лоты на холоде хром и железо пассивируются, а растворяется только серебро:


152

Всеукраинские олимпиады. I тур

Ag + 2HNO₃ = AgNO₃ + NO₂t + H₂0.
Пассивация — это образование на поверхности металла устой­чивой пленки оксида. Эта же пленка предохраняет хром и железо от взаимодействия с нитратом серебра.
/А ч /хтгч ч 22,4 л
n(Ag) = n(NO₂) = ——— = 1,0 моль ,
22,4 л/моль
zn(Ag) =1,0 моль • 108 г/моль = 108 г.
Тогда zn(Fe) + ти(Сг) = 124 - 108 = 16 г.
В йодоводородной кислоте растворяются все три металла: 2Ag + 4HI = 2H[AgI₂] + Н₂Т, Ст + 2HI = Crl₂ + Н₂?, Fe + 2HI = Fel₂ + Н₂Т.
17,92 л
п(Н₂) = = 0,8 моль ,
22,4 л/моль
из них 0,5 моль выделены серебром, а 0,3 моль — двумя другими металлами.
Пусть n(Fe) = х моль, тогда п(Сг) = (0,3 - х) моль. Имеем урав­нение для массы смеси двух металлов:
56 • х + 52 • (0,3 - х) = 16, откуда х = 0,1.
Итак, смесь содержит 1,0 моль серебра, 0,1 моль железа и 0,2 моль хрома.

135. 
     (Тернополь-90, 1.1.4)
     

Смесь двух оксидов элементов группы I Перио­дической системы Д. И. Менделеева массой 20,76 г раство­рили в концентрированной азотной кислоте, что привело к выделению газа объемом 5,376 л (н. у.). Раствор обрабо­тали избытком карбоната натрия, а выделившийся осадок промыли, его масса равна 22,68 г. Определите качествен­ный и количественный составы смеси.
Решение
При обработке концентрированной азотной кислотой оксидов может выделиться газ NO₂, если металл в оксиде способен к дальнейшему окислению, то есть если в смеси присутствует низ­ший оксид металла. Таким оксидом может быть только Си₂О:
Cu₂O + 4HNO₃, конц. = 2Cu(NO₃)₂ + 2N()₂ + 2Н₂О , 143 г/моль 22,4 г/моль

153

9 класс

5,376 л 143 г/моль - _л ~ ~
т = — — = 17,16 г Си,О.
2 • 22,4 л/моль
Рассчитываем массу СиО, образовавшегося после осаждения карбонатом и прокаливания:
17,16 г т
Си₂О -» 2СиО,
143 г/моль 79,5 г/моль
17,16 г • 2 • 79,5 г/моль
т = - - = 19,08 г СиО.
143 г/моль
В первоначальной смеси содержалось 20,76 - 17,16 = 3,60 г другого оксида металла I группы, осажденного карбонатом и пос­ле прокаливания образующего 22,68 г - 19,08 г = 3,6 г того же ок­сида. Это свидетельствует о том, что в смеси содержится такой оксид, который не разлагается при прокаливании. Этому условию не удовлетворяет А£₂О (разлагается при прокаливании), оксиды щелочных металлов не подходят, так как карбонаты щелочных металлов растворяются. Следовательно, вторым оксидом был СиО. со(Си₂0) = 0,83 , со(СиО) = 0,17 .

135. 
     (Симферополь-95, 2.1.6, 3.1.3)
     

Сплав двух металлов массой 8,01 г в течение дли­тельного времени кипятили с царской водкой, а затем 2,87 г нерастворившегося остатка отфильтровали. При пропус­кании через нейтрализованный фильтрат электрического тока силой 0,5 А в течение 7 часов на катоде выделилось 5,85 г металла (выход по току 92 %).

1. 
   Определите состав сплава.
   
2. 
   В каких областях науки и техники применяются ком­поненты сплава?
   

Решение
1) Предположим, что при электролизе выделился весь металл. Его масса в сумме с массой осадка дает 5,85 г + 2,87 г = 8,72 г, что больше исходной массы сплава. Значит, осадок представляет со­бой не металл, а хлорид либо гидрат оксида металла. Предполо­жим, что это хлорид. Тогда он содержит 8,01 г - 5,85 г = 2,16 г металла и 2,87 г - 2,16 г = 0,71 г хлора. Согласно закону эквива­лентов,

154