Олимпиады по химии

п до реакции: х 0,002 0
п после реакции: 0 0,002 - х х
Концентрация ионов ОН“ в полученном растворе равна: п 0,002-х 0,002-х
I | ~~~ •
V 0,1 + 0,02 0,12
Поскольку pH полученного раствора известен, рОН = 14 - pH = = 14 - 11,92 = 2,08, откуда [ОН] = 0,008 моль/л. Следовательно, 0,002-х _ _п
= 0,008, х = 0,001 моль.
0,12
Концентрация исходного раствора кислоты равна: _гтт+п 0,001 моль _ , _тт
с_НА = [Н ] = = 0,01 моль/л = 10 ² моль/л, pH = 2.
0,1 л

166




Всеукраинские олимпиады. I тур

1. 
   Определение формулы кислоты:
   

^т лж/гглч 1,28 г
^сна ~ » М(НА) -
МУ 0,01 моль/л-1л
Формула кислоты: Ш.


= 128 г/моль.

165. 
     (Запорожье-97, 1.1.3, 1.1.4)
     

В химических исследованиях применяют метод дериватографии, посредством которого определяется зави­симость изменения массы вещества от температуры при постепенном нагревании. На рисунке представлена дери- ватограмма гексагидрата хлорида кальция.





1) Исходя из приведенных экспериментальных данных,
охарактеризуйте процесс термического разложения со-
единения.


2) Сделайте предположение относительно поведения при нагревании гексагидрата хлорида магния.
Решение

1. 
   М(СаС1₂ • 6Н₂О) = 218 г/моль. Потеря массы происходит сту­пенчато: сначала 100 - 83,4 = 16,6 % (что составляет 36 г/моль), затем еще 83,4 - 68,0 = 15,4 % (что составляет 34 г/моль) и еще 68,0 - 50,9 = 17,1 % (что составляет 37 г/моль). Очевидно, проис­ходит последовательное отщепление двух молекул воды:
   

СаС1₂ -6Н₂О—^{1 2}-° - >СаС1₂ -4Н₂О—^(?'~^2н-²° - >
-» СаС1₂ • 2Н₂О—^<8’~^2Н*° >СаС1₂ .

2. 
   Кристаллогидрат хлорида магния будет также разлагаться ступенчато, однако процесс усложняется гидролизом по катиону в собственной кристаллизационной воде. Конечным продуктом тер-
   

167




9 класс


молиза будет оксохлорид магния М§0 ■ М§С1₂ или оксид магния М^О. Суммарные уравнения:
2[МёС1₂ • вн₂О] = мео • меС1₂ + 2нс1 + пн₂о, МёС1₂ • 6Н₂О = МёО + 2НС1 +5Н₂О.

165. 
     (Сумы-83, 2.1.5)
     

В сосуд с раствором соляной кислоты постепен­но прибавляют раствор гидроксида натрия вплоть до не­которого его избытка.

1. 
   Будет ли изменяться электропроводность раствора в сосуде? Если да, то как?
   
2. 
   Каковы будут результаты аналогичного опыта, если: а) вместо щелочи взять раствор аммиака; б) вместо кислоты взять раствор аммиака, а прибавлять раствор кислоты?
   

Изобразите графически ход зависимости электропро­водности от объема добавленного раствора.
Решение
1—2) Пренебрегая разбавлением (которое придает линиям не­большую положительную кривизну), графики зависимости элект­ропроводности эе от объема V добавленного раствора можно пред­ставить примерно в таком виде:





Наибольшую подвижность имеют катионы водорода, несколь­ко меньшую — гидроксид-анионы. Во втором и третьем случаях большую роль играет равновесие ЫН₃ + Н₂О МЩ + ОН , кото­рое сдвигается вправо при добавлении кислоты.


168




Всеукраинские олимпиады. I тур

165. 
     (Запорожье-97, 2.1.5, 3.1.3)
     

Будет ли изменяться сила тока (если да, то как именно) в начальный период электролиза водных растворов сульфата натрия, хлорида натрия, хлорида меди с инертны­ми электродами, если напряжение источника тока остается постоянным? Ответ обоснуйте, нарисуйте графики в коорди­натах: время — сила тока.
Решение
Согласно закону Ома для участка цепи I = —, где I — В.
сила тока, V — напряжение на участке, поддерживаемое в нашем случае постоянным, 7? — сопротивление участка. Необходимо вы­яснить, как будет вести себя сопротивление растворов или обрат­ная ему величина — электропроводность, более привычная для химиков. Ток прямо пропорционален электропроводности.
Ма₂ЗО₄: 2Н₂О = 2Н₂ + О₂.
В процессе электролиза в катодном пространстве образуются гидроксид-ионы, в анодном — катионы водорода. Ток переносится путем взаимодействия этих ионов в межэлектродном пространстве. Однако их образуется довольно немного, быстро наступает равнове­сие (насыщение). Это значит, что электропроводность быстро возра­стет, а затем будет оставаться постоянной очень долгое время.
КаС1: 2МаС1 + 2Н₂О = 2МаОН + Н₂ + С1₂.
В растворе происходит накопление гидроксид-ионов, имеющих очень большую подвижность. Электропроводность монотонно воз­растает.
СиС1₂: СиС1₂ = Си + С1₂.
Из раствора удаляются и катионы, и анионы, поэтому элект­


ропроводность монотонно падает.





169




9 класс

165. 
     (Одесса-92, 2.1.4)
     

Обсудите возможности синтеза оксидов азота, ис­


пользуя следующие данные:

1. 
   N₂ +уО₂ = Ы₂О,газ;
   
2. 
   — N₂ + — О₂ = NO, газ;
   

2 2

3. 
   N₂ + у О₂ = N₂O₃, газ;
   
4. 
   yN₂+O₂ = ЫО₂,газ;
   

к

5. 
   N₂ + —О₂ = N₂O₅,tb.;