Олимпиады по химии

Районные олимпиады Настоящие элементы
Гипотетические элементы
Н: 18^1 Неметалл. С.о. +1 и -1, простое вещество Н2	{1}: Ь^1То же
Ве: 1з^22з^2 Металл. С.о. +2, простое вещество — металл	{4}: 1з^22з^2 Проявляет переходные свойства. С.о. +2 и -4, простое вещество — металл
0: 18^2з^22р^6 Неметалл. С.о. -2 и +1, +2 простое вещество 02	{8}: 1з^28^22р^4 Благородный газ. С.о.О одноатомные молекулы
Не: 1з^2з^22р^6Благородный газ. С.о., одноатомные молекулы	{10}: 1з^28^22р^438^2 Металл. С.о. +2, простое вещество — металл
81: 18^28^22р^638^23р^2 Неметалл. С.о. +4, -4; простое вещество — ковалентный кристалл	{14}: 1з^22з^22р^438^23р^4Благородный газ. С.о.О, одноатомные молекулы

95. 
    (2.1.2)
    

Какое из уравнений реально описывает окисле­ние сульфида свинца и почему?
РЬв + 2О₃ = РЬ8О₄ + О₂,
РЬЭ + 4О₃ = РЬ8О₄ + 4О₂,
РЬ8 + 60, = РЬ80. + 70,.
Решение
Одной из стадий механизма реакции является окисли­тельный распад озона:
0₃ == 0₂ + О.
Атомарный кислород расходуется на окисление, а молекулярный выделяется в свободном виде. Поскольку на одну формульную еди­ницу РЬ8 израсходовано четыре атома кислорода, должны выделить­ся четыре молекулы кислорода, то есть правильно второе уравнение.
-9

95. 
    (1.1.4, 2.1.2)
    

Для определения количественного состава одно­го из газообразных оксидов азота его пропустили через


111

9 класс

трубку с раскаленной медью. Масса трубки увеличилась на 3,84 г, а объем образовавшегося в реакции азота в пе­ресчете на н. у. составил 1,34 л. Определите формулу ок­сида, запишите уравнение реакции. Сколько электронов в молекуле оксида? Будет ли такая молекула устойчива?
Решение
Прирост массы трубки происходит за счет атомов кис­лорода, причем образуется оксид меди (II).
л (О) = —— ~ ^Г— = 0,24 моль .
^{к 7} 16 г/моль
л(М) = 2л(Ы₂) = 2 = 0,12 моль .
22,4 л/моль
л(Ы) : л(О) = 1:2, формула оксида — NO.,.
4Си + 2МО₂ = 4СиО + 1М₂.
Молекула оксида азота (IV) содержит 7 + 2 • 8 = 23 электро­на. Число электронов нечетное. Такие частицы называются сво­бодными радикалами и, за редкими исключениями, неустойчивы. В действительности МО₂ склонен димеризоваться, хотя энергия связи в молекуле димера невелика: 2МО₂ = М₂О₄.

95. 
    (2.1.6)
    

Массовая доля водорода в некотором гидриде АН_л составляет 12,5 %. Определите элемент А.
Решение
Составим пропорцию:
1 г водорода соединен с х г элемента А,
12,5 г » » с 87,5 г »,
откуда х = 7 г.
Перебирая значения валентности элемента А от 1 до 6, нахо­дим два решения: литий и кремний.
Следовательно, формулы гидридов — ЫН, 8Ш₄.

112




Областные олимпиады

2. 
   Задачи областных олимпиад юных химиков
   

95. 
    (2.1.4, 2.1.5)
    

Лучше или хуже, чем в чистой воде, будет ра­створяться углекислый газ в растворах нитрата алюми­ния, ортофосфата калия, нитрата калия, карбоната ка­лия? Ответ объясните, приведите необходимые уравнения реакций.
Решение
Растворимость углекислого газа зависит от кислотнос­ти среды: в щелочной среде он растворим лучше, а в кислой — хуже, чем в нейтральной. В растворах перечисленных веществ кис­лотность среды обусловливает гидролиз:
А1³⁺ + Н₂О = А10Н²Ч Н⁺(кислая среда);
РО³“ + Н₂О = НРО²' + ОН" (щелочная среда);
СО³" + Н₂О = НСО“ + ОН"(щелочная среда);
в растворе КЫО₃ гидролиз отсутствует (среда нейтральная).
Растворение углекислого газа: С0₂ + ОН’ = НСО".

95. 
    (1991, 1.1.3)
    

Двойная соль, имеющая в своем составе только однозарядные катионы и являющаяся четырехводным гид­рофосфатом, содержит 6,22 % водорода и 61,24 % кисло­рода по массе.
Определите формулу соли.
Решение
Соотношение атомов водорода и кислорода в соли: 6,22 61,2 _
х : у = : «13:8.
1 16
Если формула соли г2"НРО₄ • 4Н₂О, то13-1-8 = 4 атома водо­рода должно быть в катионе. Это соль аммония КН₄г'НРО₄ • 4Н₂О.


113

1

9 класс

М = 186 + А„; 13 АРО .. = 6,22 ; А = 23 (натрий).
^{соли z} 186 + Az ^z
Формула соли: NH₄NaHPO₄ • 4Н₂О.

95. 
    (1997, 1.1.4)
    

При электролизе расплава 8 г некоторого веще­ства на аноде выделилось 11,2л водорода (н. у.). Что это за вещество? Можно ли провести электролиз его водного раствора?
Решение
Если на аноде выделился водород, то в составе веще­ства он был в виде Н^_: 2Н~ - 2е~ —> Н₂. Следовательно, вещество — это гидрид.
11,2 л водорода имеют массу 1 г, тогда на другой элемент при­ходится 7 г. В этом случае молярная масса атомов элемента со­ставляет 7 п (п — количество атомов водорода в молекуле). При п = 1 атомная масса атомов элемента равна 7 (литий). Рассматри­ваем другие возможности: при п = 4 это может быть кремний Si. Но SiH₄ — ковалентное соединение. Следовательно, проводили электролиз гидрида лития LiH. В водном растворе электролиз не­возможен из-за полного разложения в воде: LiH + Н₂О -> LiOH + Н₂.

95. 
    (1993, 1.1.4)
    

На две одинаковые навески неизвестной соли по­действовали щелочью и серной кислотой, а третью прока­лили. Во всех случаях выделяются газообразные вещества.

1. 
   Установите состав соли, если известно, что соотноше­ние масс газа А (продукт первой реакции) к массе газа Б (продукт третьей реакции) равно 0,607 : 1.
   
2. 
   Рассчитайте массу навески соли, если известно, что во втором случае образуется 1,14 г газа.
   
3. 
   Напишите уравнения соответствующих химических ре­акций.
   

114

■

Областные олимпиады

Решение
1—3) Неизвестная соль — соль аммония, газ, выделяющийся при действии щелочи,— аммиак. Молярная масса газа, который выделяется при прокаливании: 0,607 : 1 = 17 : х, х = 28 г/моль (соответствует азоту).
Соль может быть ЫН₄МО₂; (МН₄)₂Сг₂О₇; ЬШ₄СЮ₄.
МН₄МО₂ = N + 2Н О; (МН₄)₂Сг₂О_ = N. + СгЮ, + 4Н₂О; 2МН СЮ = N. + С1» + 4Н О + 20 .