Олимпиады по химии

<sub>¹ Всеукраинские олимпиады. I тур

Учитывая, что В реагирует со щелочами, приходим к заключе­нию, что В — это NO2, а X — нитрат. При 450 °С объем смеси 2 723 К
больше объема этой же смеси при 150 °С в = 1,709 раза.
423 К
Следовательно, при 450 °С
V(A) + V(NO2) + У(О2) _1
V(NO2) + V(O2) ⁼¹’³³³’
У(А):У(МО2):У(О2) = 1:2:1, следовательно, <р(А) = <р(О2) = — 4
и
2</sub>) = -i-.
Средняя молярная масса смеси 1 равна 2 • 40,6 = 81,2 г/моль. Из алгебраического выражения — М(А) = — • 46 + — • 32 следует, что М(А) = 201 г/моль.
Вещество А — ртуть, X — нитрат ртути (II).

1. 
   Hg(NO₃)₂ ⁴=^CHg + 2NO₂ + О₂,
   

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O.
360-450’C 1

2. 
   Hg(NO₃)₂ = HgO + 2NO₂ + —-O₂.
   

135. 
     (Львов-96, 1.1.4, 2.1.6)
     

Образец металла массой 12,000 г сожгли в ат­мосфере кислорода и получили смесь двух твердых веществ общей массой 14,733 г. Смесь растворили в достаточном количестве хлороводородной кислоты. Единственным ви­димым признаком взаимодействия было разогревание ра­створа. Полученный раствор прокипятили в течение 10 мин и получили в результате этого примерно 900 мл (н. у.) бес­цветного газа.

1. 
   О каком металле идет речь?
   
2. 
   Каковы количественный состав смеси после сжигания металла и точный объем газа?
   

147

9 класс

Решение
1) Если при сжигании металла образовалась смесь соедине-
ний, то она может содержать оксид, пероксид и надпероксид.
Последний отбрасываем, поскольку при взаимодействии надперок-
сида с хлороводородной кислотой выделялся бы кислород. Таким
образом, смесь содержала оксид и пероксид, а неизвестный металл —
щелочной металл или барий.
Найдем молярную массу эквивалентов металла ти_м, г/моль.
Для этого нужно знать среднюю молярную массу эквивалентов
кислорода в реакции горения г/моль);
— £(оксид) • 8 + я(пероксид) • 16
т₀ =
¿Доксид) + ^(пероксид)
где g — масса кислорода в соответствующем соединении, г.
£(оксид) + ^(пероксид) = 14,733 - 12,000 = 2,733 г.
Схема превращений пероксида М_хО₂:
М_хО₂ + 2Н₂О-4>1Н₂О₂/
1Н₂О₂ -*ш₂о + -о₂.
2

1. 
   
   Отсюда
   
   • V
   ^(пероксид) = — ■ 32 » 2,57 г,
   

22,4
где У_Ог — объем кислорода, л.
Тогда
— (2,733 - 2,57) • 8 + 2,57 • 16 .
т_п х = 15,5 г/моль,
2,733 '
12,000 __ .
т.. ® 15,5 = 68 г/моль.
™ 2,733
Щелочных металлов с молярной массой эквивалентов
~ 68 г/моль нет. Следовательно, неизвестный металл — барий.

2. 
   Количество вещества
   

п(Ва) = —^Г _г = 0,0874 моль.
^{К 7} 137,33 г моль’¹
Рассчитаем состав смеси после сгорания Ва:
г
ВаО,
153 г/моль
*1 г
ВаО
169 г/моль
аг }
Ва + — О,
137 г/моль 2
Ь г -|
Ва +—О₂
137 г/моль 2

148




Всеукраинские олимпиады. I тур


а + b = 12,000,


- 153а 1696
. 137 ⁺ 137


= 14,733.


Решая систему уравнений, получаем:а = 0,595 г; b = 11,405 г.
Теперь легко найти массы ВаО (а.) и ВаО„ (6,): 153
а. = —-— 0,595 = 0,665 г, ¹ 137
169
Ь, = ——— 11,405 = 14,069 г,
¹ 137


массовая доля ВаО 4,5 %, ВаО₂ — 95,5 %.


Точный объем кислорода
__ 14,069 г 1 _99Л -i
У_п = _; 22,4 л моль
°² 169 г моль"¹ 2


= 0,932 л.

135. 
     (Черновцы-80, 1.1.3, 1.1.4)
     

Твердое вещество (0,1 моль) подвергли терми­ческому разложению в сосуде объемом 9,3 л, из которого откачан воздух. При охлаждении сосуда до 105 °С в нем оказалась только смесь газов под давлением 1 атм. После осушения остаток оказался индивидуальным веществом с относительной молекулярной массой 44. Определите ис­ходное вещество.


Решение
Количество вещества в газовой фазе при 105 °С:
РУ 101,3 • 10³ Па • 9,3 • 10 ³ м³
= г = 0,30 моль.
В.Т 8,314 Дж/(моль • К) • 378 К


п(газа)=
В результате разложения твердого вещества образуются вода
и газ с М_г = 44. Это может быть СО₂, Ы₂О, С₃Н₈. Твердых соедине-
ний состава СО₂ • 2Н₂О и 2СО₂ • Н₂О подобрать не удается, поэтому
решением является нитрат аммония:
МН NO, - N O + 2Н О.