Примеры решения олимпиадных задач по химии

Классификация задач

Задачи на смеси

Задача 1

Вычислите относительную плотность по азоту смеси газов, состоящих из пентена и углекислого газа, если в этой смеси на три атома углерода приходится один атом кислорода.

Пусть х моль пентена и у моль углекислого газа.

Тогда (5х + у) – 3

2у — 1; 5х + у = 6у; 5х = 5у; х = у

Допустим, 1 моль пентена и 1 моль углекислого газа. М(C₅H₁₀) = 70 г/моль; М(СО₂) = 44 г/моль; 2 моль смеси – 114 г

1 моль смеси – М; М(смеси) = 57 г/моль Относительная плотность смеси по азоту 57 : 28 = 2, 04

Задача 2

18 г смеси оксида углерода (II) и оксида углерода (IV) занимает объём 11,2 л. Определите объём оксида углерода (II) после пропускания исходной смеси над раскалённым углем.

Пусть х моль угарного газа и у моль углекислого газа. Переведём объём смеси в количество вещества, что составит 0,5 моль.

Тогда получим, что х + у = 0,5

М(СО) = 28 г/моль; М(СО₂) = 44 г/моль; 28х + 44у = 18

х + у = 0,5

Решая систему уравнений получим, что у = 0,25 моль; х = 0,25 моль;

0,25 моль 0,5 моль

CO₂ + C = 2CO

1 моль 2 моль

После этой реакции угарного газа будет:

0,25 моль + 0,5 моль = 0,75 моль

Следовательно, объём угарного газа составит 0,75* 22,4 = 16,8 л

Задача 3

Для хлорирования смеси железа и меди массой 6г затрачен газообразный хлор объёмом 2,8л (н. у.). Определите массовые доли металлов в исходной смеси.

у моль 1,5у моль х моль х моль

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃ Cu +Cl₂ = CuCl₂

2 моль 3 моль 1 моль 1 моль

Пусть в реакции участвует х моль меди и у моль железа. Получим систему уравнений: 64 х +56 у = 6

х + 1,5 у = 0,125

Решая систему, получим, что х=у=0,5 моль; m(Fe) =2.8 г; m(Cu) =3.2 г.

Задача 4

Определите количественный состав смеси оксида железа (III ) и оксида меди (II ), если при восстановлении 32 г её водородом образовалось 9 г воды. Сколько грамм железа можно получить из этого количества смеси?

Уравнения протекающих реакций:

Fe₂O₃ + 3 H₂ = 2 Fe + 3 H₂O

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Введём переменные обозначения: пусть x моль Fe₂O₃ и y моль CuO.

Тогда по уравнению перейдём к количеству вещества воды: 3 x и y моль.

Составим уравнение для воды: v(H₂O) = 9 г : 18 г/моль = 0,5 моль 3 x + y = 0,5 моль

Рассчитаем молярные массы оксидов:

М(Fe₂O₃) = 160 г/моль; М(CuO) = 80 г/моль;

Составим уравнение для оксидов:

160 x + 80 y = 32

Решая систему уравнений получаем: 80 x = 8, x = 0,1 моль

Тогда найдём массу железа: m (Fe) = 0,2 моль * 56 г/моль = 11,2 г

Задание 5

0,39 г смеси алюминия и магния обработали 50 г 5% раствора соляной кислоты. При этом выделилось 448 мл газа. Каков состав смеси и состав раствора после реакции?

Составим уравнения реакций:

2x 3x 2x 3x

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

y 2y y y

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑

Пусть 2x моль алюминия, y моль магния, тогда составим уравнение для сплава 54x + 24y = 0,39

Рассчитаем количество вещества водорода 0,448 л: 22,4 л/моль = 0,02 моль.

Составим уравнение для выделившегося водорода:

3x + y = 0,02

Решаем систему уравнений и получаем, что

2x = 0,01моль Al, y = 0,005 моль Mg

Следовательно, m(Al) = 0,27 г, m(Mg) = 0,12 г

Найдём массовые доли металлов: ᾠ(Al) = 69, 2%, ᾠ(Mg) = 30,8%

Найдём массу выделившегося водорода: , m(H₂) = 0,04 г

Установим массу раствора после реакции:

m(раствора) = 50 г + 0,39 г – 0,04г = 50,35 г

По уравнению реакции образовалось 0,005 моль MgCl₂ , что составляет

0, 475 г MgCl₂ и 0,01 моль AlCl₃, что составляет 1, 335 г AlCl₃

Рассчитаем массу растворимого вещества соляной кислоты:

m(HCl) = 50 г * 0,05 = 2,5 г

при этом прореагировало

2* 0,005моль + 3* 0,01 моль = 0,04 моль, тогда масса оставшейся кислоты:

m(HCl) = 2,5 г – (0,04* 36,5) г= 1,04 г

Рассчитаем массовые доли веществ, оставшихся в растворе:

ᾠ(MgCl₂) = 0,475*100% : 50,35 = 0,94%

ᾠ(AlCl₃) = 13,35 г *100% : 50,35 = 2,65%

ᾠ(HCl) = 1,04 *100% :50,35 = 2,07%

Задачи на выведение формулы вещества

Задача 1

Неорганическое вещество состоит из трёх элементов, один из которых кислород, а два других – неизвестны (обозначим их Х и У). Известно, что массовая доля кислорода в этом соединении равна 0,653, а элемента Х – 0,031. Определите формулу вещества, зная, что атом элемента Х в 31 раз легче атома У, а атом элемента У в 1,93 раза тяжелее атома кислорода.

Переведём массовые доли элементов в проценты, найдем массовую долю элемента У. Она равна 31,6%.

Найдём относительную атомную массу элемента У, она равна 31, значит этот элемент фосфор.

Найдём элемент Х, который в 31 раз легче У. Установим элемент водород.

Учтём массовые доли элементов:

O H P

65, 3 : 16 3,1 : 1 31,6 : 31

Получим соотношения элементов 4 : 3 : 1

Выведем формулу H₃PO₄ – ортофосфорная кислота

Задача 2

При взаимодействии 3,42 г щелочного металла с водой образовалось 448 мл водорода (н. у.). Какой металл вступил в реакцию?

Уравнение протекающей реакции: 2 Me + 2 HOH = 2 MeOH + H₂↑

Переведём объём водорода в литры: 448 мл – 0,448 л

Найдём количество вещества водорода:

v(H₂) = 0,448 л : 22,4 л/моль = 0,02 моль

По уравнению реакции найдём количество вещества щелочного металла:

v(Ме) = 0, 04 моль

Установим молярную массу металла:

М(Ме) = m : v = 3,42 г: 0,04 моль = 85,5 г/моль

По таблице Менделеева установим щелочной металл.

Это рубидий – Rb.

M_r (Rb) = 85,5 г/моль

Задание 3

При действии брома на неизвестный углеводород выделено одно единственное галогенопроизводное, плотность паров которого в 5,207 раза больше плотности воздуха. Определите структурную формулу исследуемого углеводорода.

C_nH_2n+2 + Br₂ = C_nH_2n+1Br + HBr

Найдём молярную массу галогенпроизводного, она равна 151 г/моль.

Зная массу брома, найдём молярную массу радикала 151 – 80 = 71 г/моль.

14 n +1 = 71; 14n = 70; n = 5

Значит галогеналкан C₅H₁₁Br, а алкан C₅H₁₂

Так как образуется только одно галогенпроизводное, то алкан

2,2-диметилпропан CH₃

CH₃ – C – CH₃

CH₃

Задачи на растворы

Задание 1

Сколько миллилитров воды надо взять для растворения 27,8г железного купороса FeSO₄ * 7H₂O, чтобы приготовить 8% (по массе) раствор сульфата железа (II)?

Рассчитаем молярную массу кристаллогидрата, она равна 278 г/моль.

Найдем массовую долю сульфата железа (II) в железном купоросе –

(152 : 278) * 100% = 54,68%

Произведём расчет по квадрату Пирсона:

54,68% 8 весовых частей

8%

0% 46,68 весовых частей

Найдём массу воды: 27,8 г – 8 весовых частей

m(воды) – 46,68 весовых частей; m(воды) = 162,2 г

Масса воды равна объёму — 162,2 мл воды

Задание 2

Сколько г глауберовой соли Na₂SO₄ * 10 H₂O и воды нужно взять, чтобы получить 71 г 20% раствора сульфата натрия.

Рассчитаем массовую долю сульфата натрия в глауберовой соли:

ᾠ = 142 * 100% =44,1%

322

Для решения можно использовать квадрат Пирсона:

44,1% 5 весовых частей

20%

0% 6,025 весовых частей

Тогда весь полученный раствор составит 11,025 весовых частей, а глауберовой соли в нём 5 весовых частей. Масса глауберовой соли составит:

71 г – 11,025 весовых частей

m(соли) – 5 весовых частей, m(глауберовой соли) = 32,2 г

Рассчитаем массу воды m(H₂O) = 71 г – 32,2 г = 38,8 г

Задание 3

Некоторое количество металлического цинка полностью растворилось в концентрированной азотной кислоте. После осторожного выпаривания раствора и его высушивания масса полученного твёрдого вещества составила 41,8 г. Сухой остаток прокалили, а выделившийся газ собрали в газометр с водой объёмом 3,5 см³

а) Рассчитайте массу цинка, вступившего в реакцию.

б) Какие газы и в каком количестве содержатся в газометре.

в) Приведите все перечисленные уравнения реакций.

0,22 моль 0,22 моль

Zn +4HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + 2NO

2 + 2H₂O

1 моль 1 моль

М(Zn(NO₃)₂) = 189 г/моль; v(Zn(NO₃)₂) = 0,22 моль

0,22 моль 0,44 моль 0,11 моль

2Zn(NO₃)₂ = 2ZnO + 4NO₂↑ + O₂↑

2 моль 4 моль 1 моль

Масса цинка, вступившего в реакцию равна соответственно 14,4 г.

Газы оксид азота (IV) и кислород находятся в мольном отношении 1:4

Эти газы вступают в реакцию с водой, образуя азотную кислоту:

0,194 моль 0,388 моль 0,097 моль

2H₂O + 4NO₂ + O₂ = 4HNO₃

2 моль 4 моль 1 моль

Переведём воду в моли, получим 0,194 моль, на реакцию с ней потребуется 0,388 моль оксида азота (IV) и 0,097 моль кислорода.

Останется оксид азота (IV) в количестве 0,44 – 0,388 = 0,0521 моль

и кислород в количестве 0,11 моль – 0,097 моль = 0,013 моль

При переводе в литры получим 1,16 л NO₂ и 0,29 л O₂

Задание 4

При обжиге 19,4 г сульфида двухвалентного металла израсходовалось 6,72 л кислорода ( при н. у.). Полученный газ окислен далее в присутствии катализатора, а продукт реакции растворён в воде. Сульфид, какого металла подвергся обжигу и сколько граммов 33,6% раствора гидроксида калия потребуется для полной нейтрализации образующейся кислоты?

х моль 0,3 моль 0,2 моль

2MeS + 3O₂ = 2MeO +2SO₂

2 моль 3 моль 2 моль

6,72 л кислорода составляют 0,3 моль, подставим моли в уравнение, получим 0,2 моль сульфида металла.

19,4 г – 0,2 моль

М — 1 моль М(MeS) = 97 г/моль

М(Ме) = 65 г/моль, металл цинк, сульфид цинка.

0,2 моль 0,2 моль

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

2 моль 2 моль

0,2 моль 0,2 моль

SO₃ +H₂O = H₂SO₄

1 моль 1 моль

0,2 моль 0,4 моль

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

1 моль 2 моль

Рассчитаем массу растворимого вещества гидроксида калия, она равна 22,4 г

Найдём массу раствора гидроксида калия 100 г раствора – 33,6 г р. в.

х г раствора – 22,4 г р. в.

Масса раствора равна 66,67 г, объём раствора – отношение массы раствора к его плотности ( если считать, что плотность равна единице), объём раствора равен 66,67 мл.

Литература для учителя:

1. Адамович, Т.П. Сборник олимпиадных задач по химии [Текст] / Адамович Т.П., Васильева Г.И., Мечковский С.А., Станишевский Л.С. — Минск: Народная асвета, 1980. — 111 с.

2. Будруджак, П. М.Задачи по химии [Текст]:Мир, 1989-343 с.

3. Ерохин, Ю.М. Сборник задач и упражнений по химии [Текст] : с дидактическим материалом: Учеб. пособие для сред. спец. заведений /Ерохин Ю.М., Фролов В.И. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1998. — 304с.

6. Хомченко, И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для нехимических

техникумов [Текст] /: Учебное пособие для нехимических техникумов / И. Г. Хомченко. – М. : Высшая школа, 1989. – 256 с.

7. Задачи всероссийских олимпиад по химии [Текст]: под общ. ред. В.В. Сухова. – М.: Экзамен, 2003. — 480 с.

                                                                                     

                      Литература для учащихся:

1. Абкин, Г.Л. Задачи и упражнения по химии [Текст]/: Учебное пособие для вузов/ Г.Л. Абкин. – М. : Высш. школа, 1971. — 264 с.

2. Габриелян, О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях 8 – 9 классы [Текст] Пособие для учащихся, родителей, учителей / О.С. Габриелян. — М. : Дрофа, 2005. – 350 с.

3. Гаврусейко, Н.П. Проверочные работы по неорганической химии 8 класс [Текст]/: Книга для учителя / Н.П. Гаврусейко. — М.: Просвещение, 1992. — 64 с.

4. Савинкина, Е.В. Сборник задач и упражнений по химии [Текст]/: Учебно-методический комплект УМК / Е.В. Савинкина, Н.Д. Свердлова. – М.: Экзамен , 2006.- 192 с.

5. Суровцева, Р.П. Задания для самостоятельной работы по химии в 8классе [Текст]/: Методическое пособие / Р.П.Суровцева, С.В.Софронов. — М, «Просвещение», 1993. – 96 с.

 

6. Хомченко, И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы [Текст]/: Книга для преподавателей / И.Г. Хомченко. — М. Новая Волна, 2009. — 224 с.

7. Кузнецова, Н.Е. Задачник по химии 8 класс [Текст] / Н.Е. Кузнецова, А.Н. Лёвкин. – М. :Вентана-Граф, 2002. – 128 с.

8. Кузнецова, Н.Е. Задачник по химии 9 класс [Текст] / Н.Е. Кузнецова, А.Н. Лёвкин. – М. :Вентана-Граф, 2006. – 128 с.

9. Кузьменко, Н.Е. Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы [Текст] / Н.Е. Кузьменко, В.В. Ерёмин, В.А. Попков. – М.:Дрофа, 1999. – 544 с.

10. Радецкий, А.М. Дидактический материал по химии 8-9 [Текст] / А.М. Радецкий, В.П. Горшкова. – М.: Просвещение, 2000. – 78 с.

infourok.ru

Методы решения олимпиадных задач по химии

Методы решения олимпиадных задач по химии При обжиге сульфида трехвалентного металла массой 22,5 г было израсходовано 15,12 л (н.у.) кислорода. Полученный газ был окислен в присутствии катализатора, продукт этой реакции растворен в воде и полностью нейтрализован раствором гидроксида натрия. Определите: При обжиге сульфида трехвалентного металла массой 22,5 г было израсходовано 15,12 л (н.у.) кислорода. Полученный газ был окислен в присутствии катализатора, продукт этой реакции растворен в воде и полностью нейтрализован раствором гидроксида натрия. Определите: а) Какой объем 22%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,24) потребуется для полной нейтрализации водного раствора продукта каталитического окисления? б) Сульфид какого металла подвергался обжигу? Обозначим неизвестный металл – М, тогда Обозначим неизвестный металл – М, тогда 2Me2S3 + 9O2 = 6SO2 + 2Me2O3 2SO2 + O2 = 2SO3 SO3 + h3O = h3SO4 Следовательно, Me2S3  3h3SO4 Находим атомную массу металла: (2А+96) г Me2S3 — 4,522,4 л O2 22,5 г Me2S3 — 15,12 л O2. Отсюда 2А = 22,5(г) 4,5(г) 22,4(л):15,12(л)–96 , А=27, это – алюминий. Al2S3 + 4,5O2 = 3SO2 + Al2O3 Al2S3 + 4,5O2 = 3SO2 + Al2O3 150 г Al2S3 — 398 г h3SO4 22,5 г Al2S3 — m г h3SO4 Отсюда m(h3SO4)=22,5(г) 398(г):150(г)=44,1 г h3SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + h3O 80 г NaOH — 98 г h3SO4 m(NaOH) — 44,1 г h3SO4 Отсюда m(NaOH)=44,1(г)80(г):98(г)=36 г, mраствора(NaOH)=36(г):0,22=163,64(г), Vраствора(NaOH)=163,64(г):1,24(г/мл)=132(мл). При взаимодействии 3,57 г галогенида щелочного металла с избытком раствора нитрата серебра образовалось 5,64 г осадка. Если такую же навеску галогенида обработать концентрированной серной кислотой с последующим прокаливанием продукта реакции, то получается 2,61 г сухого остатка. Определите состав галогенида щелочного металла. При взаимодействии 3,57 г галогенида щелочного металла с избытком раствора нитрата серебра образовалось 5,64 г осадка. Если такую же навеску галогенида обработать концентрированной серной кислотой с последующим прокаливанием продукта реакции, то получается 2,61 г сухого остатка. Определите состав галогенида щелочного металла. Первую реакцию можно представить в виде: Первую реакцию можно представить в виде: MHal + AgNO3 = AgHal + MNO3 Пусть молярная масса галогенида металла равна (А+х) г/моль, тогда молярная масса галогенида серебра равна (108+х) г/моль. Отсюда (A+x)/3,57 = (108+x)/5,64 или 5,64A + 2,07x = 385,56 Вторая реакция: 2MHal + h3SO4 = M2SO4 + 2HHal Отсюда 2(A+x)/3,57 = (2A+96)/2,61 или 5,22х – 1,92А = 342,72 Решая эти два уравнения, получим А=39 (калий), х=80 (бром). Следовательно в качестве исходного соединения был взят бромид калия. Вопрос из теста по химии галогенов (Химцентр, 9 класс) Минерал гессит содержит 37,2% теллура. Определите формулу гессита. Решение Предположим, что гессит содержит только один атом теллура. Тогда молярная масса минерала будет равна: М = А(Те)/ω(Те) = 127,6/0,372 = 343 г/моль. (Если в молекуле присутствует 2, 3, 4 и т.д. атомов теллура, то молярная масса возрастает в соответствующее число раз). В принципе минерал может быть теллуридом, теллуритом или теллуратом какого-то металла. Необходимо проанализировать все случаи. Если минерал является теллуридом, то на входящий в него металл приходится 343 – 127,6 = 215,6 г/моль. Эта величина точно соответствует удвоенной атомной массе серебра (107,8×2). Следовательно, гессит – это теллурид серебра Ag2Te. (Анализ теллуритов и теллуратов не дает разумных структур). Хлорпроизводное некоторого углеводорода содержит 63,89% хлора и 32,47% углерода. Определите простейшую формулу этого соединения. Напишите структурные формулы двух его изомеров, принадлежащих к разным гомологическим рядам. Хлорпроизводное некоторого углеводорода содержит 63,89% хлора и 32,47% углерода. Определите простейшую формулу этого соединения. Напишите структурные формулы двух его изомеров, принадлежащих к разным гомологическим рядам. В соединении содержится 100 – (63,89 + 32,47) = 3,64% водорода. В соединении содержится 100 – (63,89 + 32,47) = 3,64% водорода. Мольное отношение элементов в соединении будет равно: (C):(H):(Cl) = = 2.7:3.6:1,8 = 3:4:2. Простейшая формула: C3h5Cl2. Возможные структурные формулы: Сh3=CH–CHCl2 Известно, что технический пиперилен представляет собой смесь 40% цис- и 60% транс-пентадиена-1,3. А.В.Воронков показал, что при нагревании смеси технического пиперилена и метанола при 90С и 5 атм в присутствии кислого сульфоионитного катализатора образуется единственный продукт (I), содержащий по данным анализа 71,96% С, 12,07% Н и 15,97% О. При ультрафиолетовом освещении (I) может изомеризоваться в (II), причем оба изомера при каталитическом гидрировании легко образуют один и тот же продукт (III). Установите строение всех обозначенных цифрами соединений. Объясните, почему при реакции смеси изомеров пиперилена образуется единственный изомер (I). Известно, что технический пиперилен представляет собой смесь 40% цис- и 60% транс-пентадиена-1,3. А.В.Воронков показал, что при нагревании смеси технического пиперилена и метанола при 90С и 5 атм в присутствии кислого сульфоионитного катализатора образуется единственный продукт (I), содержащий по данным анализа 71,96% С, 12,07% Н и 15,97% О. При ультрафиолетовом освещении (I) может изомеризоваться в (II), причем оба изомера при каталитическом гидрировании легко образуют один и тот же продукт (III). Установите строение всех обозначенных цифрами соединений. Объясните, почему при реакции смеси изомеров пиперилена образуется единственный изомер (I). В продукте (I) С:Н:О = 71,96/12,01):(12,07/1,01):(15,97/16,00)  6:12:1. В продукте (I) С:Н:О = 71,96/12,01):(12,07/1,01):(15,97/16,00)  6:12:1. Следовательно, молекулярная формула продукта (I) ‒ С6Н12О. Такой молекулярной формулой может обладать продукт присоединения метанола к пиперилену. Реакция, в принципе, может осуществляться по трем направлениям: СН3-СН=СН-СН=СН2 + СН3ОН = СН3-СН=СН-СН(ОСН3)-СН3 СН3-СН=СН-СН=СН2 + СН3ОН = СН3-СН2-СН(ОСН3)-СН=СН2 СН3-СН=СН-СН=СН2 + СН3ОН = СН3-СН(ОСН3)-СН=СН-СН3 В первой реакции (1,2-присоединение) не затрагивается 3-двойная связь, следовательно, должна образовываться смесь цис- и транс-изомеров. Во второй реакции образуется терминальный алкен, который не может изомеризоваться под действием УФ-света. Следовательно, осуществляется 1,4-присоединение (3 реакция). Продукт присоединения (I) представляет собой Продукт присоединения (I) представляет собой транс-СН3-СН(ОСН3)-СН=СН-СН3, который под действием УФ-света изомеризуется в менее стабильный цис-изомер (II). Оба они при гидрировании дают один и тот же СН3-СН(ОСН3)-СН2-СН2-СН3. Образование единственного изомера (I) как из транс- так и из цис-пиперилена объясняется следующим механизмом: Неизвестный металл при нагревании активно реагирует с хлором, образуя хлорид с содержанием металла 25,2% по массе. Хлорид этого металла при обычных условиях жидкость и реагирует с водой. Неизвестный металл при нагревании активно реагирует с хлором, образуя хлорид с содержанием металла 25,2% по массе. Хлорид этого металла при обычных условиях жидкость и реагирует с водой. а) Определите неизвестный металл и напишите формулу его хлорида. б) Напишите уравнения описанных в условии задачи реакций. в) Где может применяться свойство хлорида этого металла реагировать с водой. Определим эквивалентную массу металла: Определим эквивалентную массу металла: 25,2 (г) Ме — 74,8 (г) Cl Э(Ме) — 35,5 (г) Cl Отсюда Э(Ме) = 25,235,5/74,8 = 11,96  12 (г) Валентность Атомная масса 1 12 (углерод, но он не подходит по условиям задачи) 2 24 (магний, но его хлорид – твердое вещество)) 3 36 (нет) 4 48 (титан) Ti + 2Cl2 = TiCl4 – жидкость, легко гидролизуется; TiCl4 + 4h3O = Ti(OH)4 + 4HCl Это свойство применяется для постановки дымовых завес, т.е. при разбрызгивании TiCl4 образуется густой туман. Российская олимпиада 2001 г. 9 класс Открыт в l801 г. Ч. Хатчеттом (Лондон, Англия). БЕРЦЕЛИУС ВЁЛЕРУ. Посылаю тебе при этом обратно твой Х, который я вопрошал, как мог, но от которого получил лишь уклончивые ответы. «Ты титан?»  спрашивал я. «Вёлер уже тебе сказал, что я не титан». Я также установил это. «Ты циркон?» «Нет,  отвечал он,  я же растворяюсь в соде до эмалево-белого стекла… чего не делает цирконовая земля». «Ты олово?» «Я содержу олово, но очень мало». «Ты …….?» «Я с ним родственен,  отвечал он,  но я постепенно растворяюсь в едком кали и осаждаюсь из него желто-коричневым». «Ну что же ты тогда за дьявольская вещь?»  спросил я. «Мне еще не дали имени». Между прочим я не совсем уверен, действительно ли я это слышал, потому что он был по правую сторону от меня, а я плохо слышу на правое ухо. Так как твой слух, по-видимому, гораздо лучше моего, то я шлю тебе этого сорванца, чтобы учинить ему новый допрос». продолжение ВЁЛЕР БЕРЦЕЛИУСУ «Относительно второго ……., о котором ты мне писал, когда я занимался пирохлором, действительно, твоя правда. Я не печалюсь о том, что он от меня ускользнул, и от души радуюсь открытию славного Генриха». 1. Что исследовали Берцелиус и Вёлер (Х), если Х содержит 30,1% кислорода? 2. Что такое циркон и «цирконовая земля»? 3. С чем родственен Х (……)? 4. Попробуйте записать реакции растворения в едком кали Х и осаждения. 5. Что содержит «пирохлор», из которого Вёлер выделял Х, и почему он так называется? 6. Кто такой «славный Генрих», что он открыл? Решение Берцелиус и Вёлер исследовали некую «землю», т.е. оксид металла. Его эквивалентная масса равна: Э(М) = (100 – 30,1)•8:30,1 = 18,58. При степени окисления 5 молярная масса металла равна 92,9. Это – ниобий. Оксид ниобия (Nb2O5). Циркон – минерал ZrSiO4. «Цирконова земля» – ZrO2. С танталом (в данном случае с Та2O5). 6KOH + Nb2O5 = 2K3NbO4 + 3h3O (сплавление) 2K3NbO4 + 6HCl = 6KCl + Nb2O5↓ + 3h3O Минерал M(Nb,Ta)2O6, где М – Ca, Fe, Mn. При нагревании приобретает зеленую окраску (отсюда и название). «Славный Генрих» — Генрих Розе (1795 – 1864), немецкий химик, ученик Берцелиуса. Независимо от Ч. Хатчетта открыл (1844) в минерале колумбите элемент (в виде окиси), близкий по свойствам к танталу и названный им ниобием. Доказал, что ниобий и тантал являются различными элементами. Простое вещество А массой 0,624 г растворили в щелочи. При этом выделился 1 л газа, для окисления которого потребовался 1 л хлора. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до полного выпадения осадка, который отфильтровали и прокалили. Масса остатка оказалась равной 1,34 г. Определите вещество А и напишите уравнения упомянутых реакций. (Объемы газов измерены при н.у.). Простое вещество А массой 0,624 г растворили в щелочи. При этом выделился 1 л газа, для окисления которого потребовался 1 л хлора. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до полного выпадения осадка, который отфильтровали и прокалили. Масса остатка оказалась равной 1,34 г. Определите вещество А и напишите уравнения упомянутых реакций. (Объемы газов измерены при н.у.). При взаимодействии вещества А со щелочью могут выделяться: При взаимодействии вещества А со щелочью могут выделяться: а) водород (Al + NaOH). б) кислород (F2 + NaOH). в) соединение А с водородом (P + NaOH). Из соотношения объемов выделившегося газа и хлора следует, что этот газ – водород. При пропускании в раствор СО2 может выпадать карбонат или гидроксид. Оба они при прокаливании могут образовать оксид. По навеске исходного простого вещества и массе оксида находим эквивалентную массу вещества А: Э(А) = 0,6248:(1,34–0,624) = 6,97. Вещество А не может быть литием, т.к. его карбонат заметно растворим в воде, и азотом, т.к. он не реагирует с щелочью. Условию задачи удовлетворяет кремний (Аr = 28). Вещество А не может быть литием, т.к. его карбонат заметно растворим в воде, и азотом, т.к. он не реагирует с щелочью. Условию задачи удовлетворяет кремний (Аr = 28). Уравнения реакций: Si + 2NaOH + h3O = Na2SiO3 + h3. h3 + Cl2 = 2HCl. Na2SiO3 + CO2 + h3O = h3SiO3 + Na2CO3. h3SiO3 = h3O + SiO2. Монету чеканки 1992 года, достоинством 1 рубль и массой 3,28 г опустили в раствор соляной кислоты. При этом выделилось 1,2 л водорода (н.у.) и осталось 0,28 г нерастворившегося остатка. Этот остаток обработали разбавленной азотной кислотой и получили раствор голубого цвета. Монету чеканки 1992 года, достоинством 1 рубль и массой 3,28 г опустили в раствор соляной кислоты. При этом выделилось 1,2 л водорода (н.у.) и осталось 0,28 г нерастворившегося остатка. Этот остаток обработали разбавленной азотной кислотой и получили раствор голубого цвета. а) Определите, какой металл является основным компонентом монеты. б) Обсудите состав нерастворимого в соляной кислоте вещества. в) Для чего служит это второе вещество? Масса основного компонента монеты: 3,28 – 0,28 = 3,00 (г) Масса основного компонента монеты: 3,28 – 0,28 = 3,00 (г) 3 (г) выделяют из кислоты 1,2 (л) водорода, а 1 экв – 11,2 (л), тогда ЭМе = 3 (г)11,2 (л)/1,2 (л) = 28 (г). Атомная масса металла: Валентность Атомная масса 1 28 (нет) 2 56 (железо) 3 84 (нет) 4 112 (кадмий, но у него нет валентности 4) Вторым компонентом сплава является медь, на что указывает цвет раствора после реакции с азотной кислотой. Уравнения реакций: Fe + 2HCl = FeCl2 + h3, 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)3 + 2NO + 4h3O Медь вводят в состав монеты для придания ей привычного желтоватого оттенка. Химическое соединение, содержащее 92,83% элемента Х, поместили в стакан и добавили 100 г раствора азотной кислоты. После окончания реакции остаток отфильтровали и получили чистый 12,00%-ный раствор нитрата Х. При добавлении 10 мл этого раствора к 100 мл раствора сульфата аммония выпадает осадок, в котором содержание Х на 24,5% меньше, чем в исходном веществе. При добавлении 10 мл этого раствора к 100 мл раствора аммиака выпадает осадок, в котором содержание Х только на 7% меньше, чем в исходном веществе. Химическое соединение, содержащее 92,83% элемента Х, поместили в стакан и добавили 100 г раствора азотной кислоты. После окончания реакции остаток отфильтровали и получили чистый 12,00%-ный раствор нитрата Х. При добавлении 10 мл этого раствора к 100 мл раствора сульфата аммония выпадает осадок, в котором содержание Х на 24,5% меньше, чем в исходном веществе. При добавлении 10 мл этого раствора к 100 мл раствора аммиака выпадает осадок, в котором содержание Х только на 7% меньше, чем в исходном веществе. 1. Предложите максимально простой, но обоснованный способ однозначного определения Х. 2. Рассчитайте массовую долю HNO3 в растворе азотной кислоты. Очевидно, что Х – это некоторый металл. Рассчитаем эквивалентную массу Х, исходя из его массовой доли в образовавшемся сульфате. Массовая доля Х в сульфате равна 92,83–24,5=68,33; отсюда: Э(Х)/Э(SO4) = 68,33/(100–68,33). Э(Х) = 103,6. Элемент Х – это свинец. Представим исходное соединение в виде PbnYm, где Y–произвольная группа атомов. Определим Э(Y): Э(Y)/Э(Pb)=(100–92,83)/92,83. Отсюда Э(Y) = 8. Очевидно, что Y – это кислород. Очевидно, что Х – это некоторый металл. Рассчитаем эквивалентную массу Х, исходя из его массовой доли в образовавшемся сульфате. Массовая доля Х в сульфате равна 92,83–24,5=68,33; отсюда: Э(Х)/Э(SO4) = 68,33/(100–68,33). Э(Х) = 103,6. Элемент Х – это свинец. Представим исходное соединение в виде PbnYm, где Y–произвольная группа атомов. Определим Э(Y): Э(Y)/Э(Pb)=(100–92,83)/92,83. Отсюда Э(Y) = 8. Очевидно, что Y – это кислород. При добавлении к PbO азотной кислоты прошла реакция: PbO + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + h3O Обозначим через х массовую долю азотной кислоты, тогда (HNO3)=x/63, a (PbO)=(Pb(NO3)2)=x/126. Отсюда m(PbO) = 1,771x a m(Pb(NO3)2)=2,629x. Масса полученного раствора равна 100+1,771х, а концентрация Pb(NO3)2 = 2,629/(100+1,771х) = 0,1200. Отсюда х = 4,967%. Ниже приведена схема превращения веществ I–VIII, содержащих в своем составе элемент Х. Соединения I–VIII содержат в своем составе не более трех элементов (помимо Х в состав могут входить элементы Y и Z). Ниже приведена схема превращения веществ I–VIII, содержащих в своем составе элемент Х. Соединения I–VIII содержат в своем составе не более трех элементов (помимо Х в состав могут входить элементы Y и Z). Свойства соединений I–VIII. Свойства соединений I–VIII. Вещество Y,% Z,% Тпл,С Ткип,С Окраска аггр. сост. I 67,6 – разл. – фиолет. тв. II 73,6 – –20,5 153 коричн. жидк. III 34,6 15,6 – – коричн. тв. IV 51,4 11,6 – – коричн. тв. V 61,4 9,2 –78 126,7 желт. жидк. VI 30,0 27,0 – – оранж.-кр. тв. VII – 32,0 1970 ~3000 черн. тв. VIII – 44,0 680 разл.>700 оранж. тв. Определите X, Y, Z и состав I–VIII. Запишите уравнения реакций, соответствующие стрелкам на схеие. Предскажите геометрическое строение II и V в газовой фазе. Предскажите окраску водных растворов II и V. Из схемы превращений и таблицы составов следует, что переходы I→II (хлорирование) и VII→V (хлорирование) приводит к увеличению содержания Y, т.е. Y может быть хлором. Переход I→V (окисление кислородом) приводит к появлению в составе соединения Z, тогда Z может быть кислородом. В таком случае: I, II – хлориды, X, III – VI – оксохлориды, X, VII – VIII – оксиды Х. Из схемы превращений и таблицы составов следует, что переходы I→II (хлорирование) и VII→V (хлорирование) приводит к увеличению содержания Y, т.е. Y может быть хлором. Переход I→V (окисление кислородом) приводит к появлению в составе соединения Z, тогда Z может быть кислородом. В таком случае: I, II – хлориды, X, III – VI – оксохлориды, X, VII – VIII – оксиды Х. Исходя из состава хлорида XCln, можно определить Х: Для I 67,6 – 32,4 35,45 – ? ? = 16,99; при n = 3 Ar(X) = 50,97 – V Для II 73,6 – 26,4 35,45 – ? ? = 12,7; при n = 4 Ar(X) = 50,9 – V Тетрахлорид ванадия является жидкостью. Таким образом: X – V, Y – Cl, Z – O. Состав соединений I – VIII. Состав соединений I – VIII. Вещество Y,% Z,% Х,% Х Y Z X:Y:Z состав AX AY AZ I 67,6 – 32,4 0,636:1,907:0 1:3:0 VCl3 II 73,6 – 26,4 0,518:2,076:0 1:4:0 VCl4 III 34,6 15,6 49,8 0,978:0,976:0,975 1:1:1 VOCl IV 51,4 11,6 37,0 0,726:1,45:0,725 1:2:1 VOCl2 V 61,4 9,2 29,4 0,577:1,732:0,575 1:3:1 VOCl3 VI 30,0 27,0 43,0 0,844:0,846:1,688 1:1:2 VO2Cl VII – 32,0 68,0 1,335:0:2 1:0:1,5 V2O3 VIII – 44,0 56,0 1,10:0:2,75 1:0:2,5 V2O5  Реакции Реакции 2VCl3 + Cl2 → 2VCl4 (I → II) VCl3 + V2O3 → 3VOCl (I → III) VCl3 + VOCl3 + V2O5 → 6VOCl2 (I → IV) VOCl + VOCl3 → 2VOCl2 (III → IV) 2VCl3 + O2 → 2VOCl3 (I → V) VOCl3 + Cl2O → VO2Cl + 2Cl2 (V → VI) 2V2O3 + 6Cl2 → 4VOCl3 (VII → V) 2VO2Cl + h3O → V2O5 + 2HCl (VI → VIII) V2O5 + 3SOCl2 → 2VOCl3 + 3SO2 (VIII → V) VCl4 имеет тетраэдрическое строение, а VOCl3 – искаженный тетраэдр (тригональная пирамида: VCl4 имеет тетраэдрическое строение, а VOCl3 – искаженный тетраэдр (тригональная пирамида: OVCl > ClVCl; lV–Cl > lV=O: VCl4 + h3O → VOCl2 + 2HCl Синяя окраска водного раствора определяется катионом VO2+ (в гидратированной форме VO(h3O)4]2+). VOCl3 + h3O → VO2Cl + 2HCl Желтая (желто-оранжевая) окраска раствора определяется катионом VO2+ (сходна с окраской соединения VI). Изучая химию молибдена, Конрад Сеппелт осуществил взаимодействие MoCl5 с Zn(Ch4)2 в пентане при –78С. Через 30 мин он выделил бирюзовые игольчатые кристаллы, разлагающиеся при нагревании до –10С или при контакте с кислородом воздуха. При нагревании 59,5 мг этих кристаллов в токе кислорода образуется 50,0 мг твердого белого вещества, содержащего 66,7% молибдена, а отходящие газы не дают осадка при пропускании через подкисленный раствор нитрата серебра. С помощью рентгеноструктурного анализа кристаллов установлено, что одна из связей молибдена короче других. Установите состав бирюзовых кристаллов, напишите уравнение синтеза. Каково пространственное строение образовавшегося соединения? Почему оно обладает высокой реакционной способностью и низкой устойчивостью? Изучая химию молибдена, Конрад Сеппелт осуществил взаимодействие MoCl5 с Zn(Ch4)2 в пентане при –78С. Через 30 мин он выделил бирюзовые игольчатые кристаллы, разлагающиеся при нагревании до –10С или при контакте с кислородом воздуха. При нагревании 59,5 мг этих кристаллов в токе кислорода образуется 50,0 мг твердого белого вещества, содержащего 66,7% молибдена, а отходящие газы не дают осадка при пропускании через подкисленный раствор нитрата серебра. С помощью рентгеноструктурного анализа кристаллов установлено, что одна из связей молибдена короче других. Установите состав бирюзовых кристаллов, напишите уравнение синтеза. Каково пространственное строение образовавшегося соединения? Почему оно обладает высокой реакционной способностью и низкой устойчивостью? При нагревании бирюзовых кристаллов с кислородом в остатке, вероятнее всего, оказалось соединение молибдена, не содержащее углерода и водорода, т.е его хлорид, оксид или оксохлорид. При нагревании бирюзовых кристаллов с кислородом в остатке, вероятнее всего, оказалось соединение молибдена, не содержащее углерода и водорода, т.е его хлорид, оксид или оксохлорид. Предположим, что это хлорид формулы MoClx, тогда 66,7/95,94 = 33,3/35,45x, откуда х=1,35, что маловероятно. Предположим, что это оксид формулы МоОх, тогда 66,7/95,94 = 33,3/16x, откуда х=3, т.е. образуется МоО3. (Оксохлориды можно не проверять). Т.к. ни остаток, ни отходящие газы не содержат хлора, то можно бирюзовые кристаллы содержат только Мо, С и Н. Можно предположить, что это металлорганическое соединение, содержащее метильные группы (из диметилцинка) типа Мо(СН3)n. В 50 мг МоО3 содержится 500,667 = 33,35 мг Мо. Столько же его содержится и в 59,5 мг кристаллов. На метильные группы приходится 59,5–33,35 = 26,15 мг. Отсюда 33,35/95,94=26,15/15,04n. Следовательно, n=5. Значит бирюзовые кристаллы имеют состав Мо(СН3)5. Уравнение их синтеза: Уравнение их синтеза: 2MoCl5 + 5Zn(Ch4)2 = 2Мо(СН3)5 + 5ZnCl2 Пять заместителей возле центрального атома могут располагаться либо в виде тригональной бипирамиды, либо в виде квадратной пирамиды. В первом случае две аксиальные связи должны отличаться от трех экваториальных. Во втором – только одна связь отличается от четырех других. Это и соответствует структуре молекулы пентаметилмолибдена. Молекула пентаметилмолибдена имеет нечетное число электронов, т.е. является радикалом, что определяет его высокую активность и низкую стабильность.

rpp.nashaucheba.ru

Методика решения олимпиадных задач по химии 8-9 классы

Вывод формул веществ

При взаимодействии щелочноземельного металла массой 3,425 г с водой выделился водород объемом 560 мл (н.у.) Определите, какой металл взят для реакции.

Решение:

1. Щелочно-земельный металл двухвалентный, поэтому можно составить уравнение химической реакции: Ме + 2Н₂О = Ме(ОН)₂ + Н₂

2.Находим количество вещества выделившегося водорода v(H₂) = 0,56 / 22,4 = 0,025 моль

3.По ур-ю реакции v(Me) = v(H₂) = 0,025 моль

4. Находим молдярную массу металла: v= m / M; M = m/v

M(Me) = 3,425 / 0,025 = 137 г/ моль, следовательно для реакции был взят барий.

Задачи для самостоятельного решения

1. При сгорании порошка металла массой 13.5г образовалось 25,5г оксида, в котором металл трехвалентен. Определите, порошок какого металла сожгли. (Мr (Al)=27)

2. При сгорании порошка металла массой 26г образовалось 32,4г оксида, в котором металл двухвалентен. Определите, порошок какого металла сожгли. (Мr (Zn)=65)

3. При сгорании порошка вещества массой 159г образовалось 230г оксида, в котором элемент пятивалентен. Определите, порошок какого вещества сожгли. (Мr (As)=75)

4. При сгорании в хлоре 12.8г порошка некоторого металла образовалось 27г хлорида, в котором металл двухвалентен. Порошок какого металла сожгли? (Мr (Сu)=64)

5. При сгорании в хлоре 224г порошка некоторого металла образовалось 650г хлорида, в котором данный металл трехвалентен. Порошок какого металла сожгли? (Мr (Fe)=56)

6. Для полного сгорания 14г некоторого простого вещества потребовалось 11,2л (н.у.) кислорода. В полученном оксиде элемент, элемент который образовал исходное вещество четырехвалентен. Какое простое вещество сожгли? (Мr (Si)=28)

7. При взаимодействии 3.92г сульфата трехвалентного металла с хлоридом бария образовалось 6.99г осадка. Установите формулу исходного сульфата. (Cr₂(SO₄)₃)

8. Из 3.92г сульфата некоторого трехвалентного металла можно получить 3.17г его хлорида. Установите формулу исходного сульфата. (Cr₂(SO₄)₃)

9. На нейтрализацию 1г гидроксида некоторого двухвалентного металла идет 20.6г 55-ного раствора азотной кислоты. Установите формулу гидроксида. (Sr(OH)₂)

10. Сожгли 54.8г неизвестного двухвалентного металла в избытке кислорода. Получили оксид металла, который полностью растворили в избытке соляной кислоты. При взаимодействии полученного раствора с избытком раствора сульфата калия образуется 93.2г белого осадка. Определите исходный металл.

Задачи на смеси с участием только одного реагента

Смесь карбоната и сульфата бария массой 10 г обработали раствором азотной кислоты, при этом выделилось 0,448 л газа (н.у.). Определить массовую долю сульфата бария в смеси.

Решение

Дано:

m(смеси) = 10 г

V(газа) = 0,448 л

w(ВаSO₄) — ?

1. Учитывая, что из двух компонентов смеси с азотной кислотой реагирует только карбонат бария, запишем уравнение реакции.

х г 0,448 л

BaCO₃ + 2 HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

10 г

1 моль 1 моль

197 г/моль 22,4 л/моль

ВаSO₄ + HNO₃ 

2. Рассчитаем количество вещества оксида углерода (IV):

V(СО₂) 0,448 л

(СО₂) =  =  = 0,02 моль

V_m 22,4 л/моль

3. Найдем количество вещества карбоната бария:

m(BaCO₃) = (BaCO₃)  M(BaCO₃) = 0,02 моль  197 г/моль = 3,94 г

4. Вычислим массу сульфата бария в смеси:

m(BaSO₄) = m(смеси)  m(BaCO₃) = 10 г – 3,94 г = 6,06 г

5. Определим массовую долью сульфата бария в смеси:

m(BaSO₄) 6,06 г

w(BaSO₄) =   100% =   100% = 60,6%

m(смеси) 10 г

Ответ: 60,6%

Задачи для самостоятельного решения

1. Смесь оксида и сульфида цинка массой 114,9 г обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 13,44 л (н.у.) газа. Определите массовую долю оксида цинка в смеси. Ответ: w(ZnO) = 49,3%

2. При действии соляной кислоты на 6,5г смеси цинка с оксидом цинка выделилось некоторое количество газа, при горении которого образовалось 0,9г воды. Какова массовая доля цинка в исходной смеси? Ответ: w(Zn) = 50%.

3. Смесь оксида меди (II) и оксида железа (III) массой 191г была полностью восстановлена до соответствующих металлов, при действии на которые избытка соляной кислоты выделилось 8,96 л (н.у.) водорода. Определите массовую долю оксидов в исходной смеси.

Задачи на смеси с участием параллельных реакций.

При обжиге образца минерала массой 26,8г, представляющего собой смесь сульфидов железа (II) и меди (II), выделилось 6.72л оксида серы (IV). Рассчитайте массовые доли сульфидов в минерале.

Решение:

1.Запишем уравнения реакций:

х

4FeS +7O₂ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂ (1)

у

2CuS + 3O₂ = 2CuO +2SO₂ (2)

2.Пусть количество вещества (SO₂) в первой реакции будет х, тогда количество вещества (SO₂) во второй реакции будет у, так как общий объем выделившегося (SO₂) = 6,72л, найдем общее количество вещества (SO₂) образовавшееся в ходе двух реакций:

v(SO₂)=V(SO₂)/V_m = 6.72л/22.4л/моль= 0.3 моль

х+у =0,3 –первое уравнение в системе

3.По уравнению реакций:

V(FeS)=v(SO₂) =x моль, а V(СuS)=v(SO₂) =у моль,

тогда m(FeS)=88x, а m(СuS)96у, так как общая масса минералов известна, получаем второе уравнение в системе алгебраических уравнений:

88х+96у=26,8

4. Решив систему уравнений, получаем:

х(FeS)=0,25 моль, m (FeS)=22г, w(FeS)=82,1%

х(CuS)=0,05 моль, m (CuS)=4,8г, w(CuS)17,9%

Первый уровень.

1. Вычислите массовые доли серы и угля в смеси, если известно, что для сжигания 27г такой смеси потребуется 22,4 л кислорода (н.у.) (88,9% и 11.1%)

2. Вычислите массовые доли цинка и магния в смеси, если известно, что для сжигания 68,5г такой смеси потребуется 32 г кислорода (47.4% и 52.6%)

3. Вычислите массовые доли алюминия и магния в смеси, если известно, что для сжигания 78г такой смеси потребуется 44,8 л кислорода (н.у.)(69.2% и 30.8%)

4. При окислении 80г смеси порошков магния и меди образовалось 120г смеси оксидов данных металлов. Рассчитайте массовые доли оксидов в данной смеси.(60% и 40%)

5. В результате сгорания 126г смеси порошков алюминия и магния образовалось 222г смеси оксидов этих металлов. Рассчитайте массовые доли оксидов в данной смеси.(42,9% и 57,1%)

Повышенный уровень

1. В раствор, содержащий 15,9г смеси сульфатов калия и магния, прилили избыток хлорида бария, в результате чего образовалось 25,63г сульфата бария. Определите массовую долю в исходной смеси.

2. Смесь карбонатов кальция и магния массой 10г обработали соляной кислотой. При этом выделилось 2,54л газа (н.у.) Определите массовую долю компонентов смеси.

3. При обработке 3.8г смеси карбоната и гидрокарбоната натрия соляной кислотой образовалось 896 мл газа. Какой объем соляной кислоты (массовая доля 20%, плотность 1,1г/ см³)был израсходован и каков состав исходной смеси в процентах.

4. 200г раствора, содержащего 18.8г смеси сульфидов натрия и калия, обработали избытком раствора нитрата свинца, при этом выделилось 47,8г черного осадка. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.

5. При избытке смеси гидрокарбонатов калия и карбоната кальция избытком соляной кислоты выделилось 12л углекислого газа. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.

6. При нейтрализации смеси 2.24г азотной и серной кислот потребовалось 16г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите состав исходной смеси. Ответ: m(HNO3) =1.26 и m (H₂SO₄)=0.98

7. 1.19г сплава алюминия с цинком растворили в 40мл 25.4%-ной серной кислоты с плотностью 1,185г/ мл. В результате реакции выделилось 896мл водорода (при н.у.). Вычислите массовые доли алюминия и цинка в сплаве. Ответ: w(Al)=45.4%, w(Zn)=54.6%

8. На 20г смеси карбоната и сульфата бария подействовали раствором соляной кислоты. Требуется определить массовую долю сульфата бария в исходной смеси, если образуется средняя соль и выделяется газ, на поглощение которого было затрачено 400г 0,5-ного (по массе) раствора гидроксида натрия.

Смеси газов. Объемная доля газов в смеси.

Смесь газов метана и этана массой 200г занимает при нормальных условиях объем 201,6л. Вычислите объемные доли газов в смеси и массовые доли газов в смеси.

Решение:

1. Пусть количество вещества метана в смеси будет х моль, а количество вещества этана у моль, тогда

m(CH₄)=16x, а m(C₂H₆) =30у, зная общую массу газовой смеси составляем 1 уравнение в алгебраической системе:

16х+30у=200

1. Так как молярный объем всех газов одинаков, можно найти суммарное количество вещество газов в смеси:

v_{общ. =}201,6/ 22,4 л/моль= 9 моль

Составляем второе уравнение в системе:

х+у = 9

1. Решая систему уравнений получаем v (CH₄)=5 моль, v( C₂H₆)= 4 моль.

Объемные доли в смеси будут соответствовать молярным долям из следствия закона Авогадро (объемы газообразных веществ относятся к друг другу как простые целые числа)

ф (CH₄)=5/9 = 0,59, v( C₂H₆)= 4/9 =0,44

1. Находим массовую долю газов в смеси:

w = m _в-ва /w _смеси * 100%, для этого найдем сначала массы газов:

m(CH₄)=5*16 = 80г, m ( C₂H₆)= 4*30=120г

w (CH₄)=80/200 =40%,m ( C₂H₆)= 120/200 =60%

Задачи для самостоятельного решения

1. Смесь азота и водорода массой 3.4г при нормальных условиях занимает объем 8.96л. Определите объемные доли газов в смеси и массовые доли газов в смеси.(25% и 75%; 82% и 18%)

2. Смесь водорода и аммиака массой 54г занимает объем при нормальных условиях 268.8л. Определите объемные доли газов в смеси и массовые доли газов в смеси. (37.04% и 62.96%; 83.33% и 16.67%)

3. Вычислите массовые доли водорода и гелия в смеси, содержащей 20% (по объему) водорода и 80% гелия. (11.1% и 8.9%)

4. Вычислите массовые доли кислорода и углекислого газа в смеси, содержащей 30% (по объему) кислорода. (23.8% и 76.2%)

Задачи на растворы с образованием кислых и средних солей.

Существует разновидность задач на избыток одного из реагирующих веществ, в которых состав продуктов реакции зависит от соотношения реагентов. Например, при растворении оксида фосфора (V) в растворе щелочи могут образоваться кислые или средняя соли. При мольном соотношении оксид: гидроксид калия 1:2 продуктом реакции будет дигидрофосфат калия, при соотношении 1:4 – гидрофосфат калия, при соотношении 1:6 – фосфат калия.

Р₂О₅ + 2 КОН + Н₂О = 2 КН₂РО₄

Р₂О₅ + 4 КОН = 2 К₂НРО₄ + Н₂О

Р₂О₅ + 6 КОН = 2 К₃РО₄ + 3 Н₂О

Отличительным признаком задач такого типа служит «подсказка» в условии задачи. Обычно там есть фраза «какая соль получится», «какое вещество образуется» и т.п.

Особенность решения подобных задач заключается в том, что следует написать уравнения всех возможных реакций, определить соотношение реагентов и выбрать, по какому именно пути пойдет процесс.

Через 210 г раствора с массовой долей гидроксида калия 24% пропустили 26,88 л (н.у.) углекислого газа. Какая соль образовалась в растворе и какова ее масса?

Решение

Дано:

m(р-ра) = 210 г

w(КОН) = 24%

V(CO₂) = 26,88 л

m(соли) — ?

1. Запишем уравнения реакций, которые могут протекать в растворе:

1) KOH + CO₂ = KHCO₃

2) 2 KOH + CO₂ = K₂CO₃ + H₂O.

Очевидно, что реакция 1) протекает в том случае, если ν(CO₂) ≥ ν(KOH), а реакция 2) в том случае, если ν(KOH) ≥ 2ν(CO₂).

2. Вычислим количества вещества углекислого газа и гидроксида калия.

;

1. Сравнивая количества вещества CO₂ и гидроксида калия, видим, что , следовательно, выполняется первая реакция и образуется кислая соль. Следовательно, дальнейшие расчеты проводим по уравнению (1):

0,9 моль х г

KOH + CO₂ = KHCO₃

1 моль 1 моль 1 моль

100 г/моль

1. Так как , гидроксид калия взят в недостатке, и расчет количества вещества соли будем вести по (KOH):

.

5.Найдем массу образовавшейся соли:

.

Ответ: m(КНСО₃) = 90 г

Задачи для самостоятельного решения.

1. К 200г раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей 9,8% прилили 430,8 мл 5%-ного по массе раствора гидроксида калия плотностью 1,04 г/см³. Определите массовый процент соли в полученном растворе.

2. 327,8 мл 20%-ного по массе раствора гидроксида натрия с плотностью 1,22г/см³ насытили 11.2 л оксида углерода. Определите массовые доли веществ в полученном растворе.

3. При полном сгорании 13.6г вещества получили 28.4г оксида фосфора (V)и 10.8г воды. К продуктам реакции добавили 74мл 32%-ного по массе раствора гидроксида натрия, имеющего плотность 1,351 г/ см³. О каком веществе идет речь в условии задачи? Какая соль образуется в результате этого процесса и чему равна ее массовая доля?

multiurok.ru

Олимпиадные задания по химии (8- 11 кл) с решениями

Задания

II этапа олимпиады по химии 2016

9 класс

В заданиях 1-9 необходимо выбрать один правильный ответ. Всего можно набрать 9 баллов, по 1 баллу за каждый правильный ответ.

1. Выберите ион, который является причиной кислой среды в водных растворах:

А) H⁺_{В) Cl^─}

Б) ОН ^─ Г) Na⁺

2. Укажите формулу гипса, который является кристаллогидратом:

А)CaSO₄×2H₂O_{В) Ca(HSO4)2}

Б) Ca₂(OH)₂SO₄ Г) Ca(OH)₂

3. Выберите пару ионов, которые на могу одновременно существовать в растворе:

А) Са²⁺_{и NO3^─ В) Са²⁺и CO3^2─}

Б) Са²⁺_{и Cl^─ Г) Са²⁺и Br^─}

4. Укажите валентность и степень окисления атома Сульфура (S) в молекуле H₂S:

А) 4 и -2_{В) 6 и -2}

Б) 6 и +2 Г) 2 и -2

5. Укажите атом элемента, который имеет электронное строение иона Cl^─:

А) Na_{В) Mg}

Б) Ar Г) Ne

6. Определите электронную конфигурацию атома, который существует:

А) 1s²2s⁴2p⁴_{В) 1s²2s²}

Б) 1s²2s²2p⁸ Г) 1s²2s²2p⁶3s¹3p¹

7. Определите формулу вещества, которое образовано элементом Х, принадлежащего к I(A) группе и элементом Y, принадлежащего к VI(A) группе:

А) X₂Y_{В) XY}

Б) XY₂ Г) X₂Y₃

8. Выберите схему реакции, по которой образуется основная соль:

А) 3HCl + Fe(OH)₃→ В) H₂SO₄ + 2NaOH→

Б) 2HCl + Fe(OH)₃→ Г) H₂SO₄ + NaOH→

9. Выберите формулу кислоты, которая может образовывать кислые соли:

А) HNO₃ В) H₂CO₃

Б) HNO₂ Г) HCl

В заданиях 10-15 необходимо выбрать все правильные ответы. Правильный ответ на каждое задание – 1,5 балла.

10. Выберите пару оксидов, которые будут взаимодействовать друг с другом:

А) CaO и SiO₂ В) CO₂ и SO₃

Б) SO₂ и CrO₃ Г) K₂O и CO₂

11. Выберите возможные продукты реакции между Са(ОН)₂ и H₂SO₄:

А) Ca₂(OH)₂SO₄ В) CaHSO₄

Б) Ca(HSO₄)₂ Г) CaSO₃

12. Укажите явления, которые наблюдаются при соединении разбавленного раствора Na₂CO₃ и водного раствора AlCl₃:

А) образуется белый осадок_{В) образуется желтый осадок}

Б) образуется комплексное соединение Г) выделяется газ

13. Выберите вещества, в состав которых входят металлы с наивысшей валентностью

А) OsO₄ В) CaBr₂

Б) Cr₂O₃ Г) МnSO₄

14. Укажите пары реагентов, взаимодействие которых соответствует сокращенному ионному уравнению Н⁺ + ОН^— = Н₂О:

А) хлоридная кислота и калий гидроксид _{В) сульфатная кислота и натрий гидроксид}

Б) нитратная кислота и купрум(II)оксид Г) сульфатная кислота и алюминий гидроксид

15. Выберите вещества, искусственно полученные человеком:

А) питьевая сода_{В) сульфатная кислота}

Б) мел Г) кварц

Задания 16-17 предполагают установление правильной последовательности. Правильный ответ на каждое задания – 4 балла.

16. Установите последовательность величин для азота в соответствии с цепочкой: количество молекул→количество атомов→количество вещества (моль) →объем (н.у.,л.) → масса (г):

А) 22,4

Б) 6,02×10²³

В) 1

Г) 1,204×10²⁴

Д) 28

17. Выберите вещества 1, 2, 3 и 4 для осуществления превращений согласно схеме

основный оксид (1) → гидроксид (2) → соль (3) → кислотный оксид (4)

А Na₂O Д Cu(OH)₂

Б ZnO Е Na₂CO₃

В NaOH Ж SO₃

Г CuSO₄ З CO₂

Задания 18-20 на установление соответствия между объектами в правом и левом столбцах. Правильный ответ на каждое соответствие – 1 балл, всего можно набрать 12 баллов.

18. Установите соответствие между формулой оксида элемента и электронной конфигурацией его валентных электронов

Формула оксида элемента Валентные электроны в атоме элемента

1) E₂O₃ А) 3s²3р³

2) E₂O₅ Б) 3s²3р²

3) EO₂ В) 3s²3р⁵

4) EO Г) 3s²3р¹

Д) 3s²

19.Установите соответствие:

Массы веществ в растворе Массовая доля соли в растворе

1) 95г. Н₂O и 5г. NaCl А) 0,20

2) 20г. Н₂O _{и 5г. NaCl Б) 0,05}

3) 9г. Н₂O и 1г. NaCl В) 0,10

4) 75г. Н₂O и 25г. NaCl Г) 0,25

Д) 0,30

20. Установите соответствие схемы превращения и количеством электронов, участвующих в превращении

Схема превращения: Количество электронов

1 Mn²⁺ → MnO₂ А +5 е

2 MnO₄^— → Mn²⁺ Б +3 е

3 MnO₄^— → MnO₄^2- В -2 е

4 MnO₂ → MnO₄^— Г +1 е

Д -3 е

Задания 21-25 с открытым ответом. Они предполагают запись развернутого ответа и расчетов.

21. (7 баллов) Осуществите превращения:

+Al(OH)₃ +H₂O

Sсжигание A +O₂, t, kat B C Z F

M

+NH₃

22. (6 баллов) При обжиге 10т пирита (FeS₂), содержащего примеси, получено 3500м³SO₂ (н.у.). Вычислите процент загрязнения пирита.

23. (6 баллов) Используя только раствор щелочи, сульфат меди, цинковую пластину и продукты превращения этих веществ, проведите 4 типа реакций: присоединения, разложения, обмена и замещения. Проиллюстрируйте ответ соответствующими уравнениями реакций.

24. (4 балла) Напишите по два уравнения окислительно-восстановительных реакций, которые характеризуют окислительные и восстановительные свойства серы. Дайте названия продуктам этих реакций.

25. (10 баллов) В 1844 г. профессор Казанского университета Карл Карлович Клаус, исследуя остатки платиновых руд уральских месторождений, открыл новый химический элемент R. Известно, что этот элемент образует нестойкий оксид желтого цвета RO₄, который при температуре чуть выше 100 °С разлагается со взрывом. Если количественно собрать твердые продукты разложения 1,65 г RO₄, то можно получить 1,33 г порошкообразного оксида черного цвета RO₂.

1. Какой элемент открыл К.К. Клаус? Ответ подтвердите расчетами.

2. Почему элемент R получил такое название?

multiurok.ru

Архив заданий | Московская олимпиада школьников по химии

Архив заданий | Главная

Задания и решения очного теоретического тура заключительного этапа 2018-2019 уч. года

8 класс     9 класс    10 класс        11 класс

Задания и ответы отборочного этапа 2018-2019 уч. года

8 класс     9 класс     10 класс       11 класс     

Задания и решения очного теоретического тура заключительного этапа 2017-2018 уч. года

8 класс     9 класс     10 класс       11 класс

Задания и ответы отборочного этапа 2017-2018 уч. года

8 класс      9 класс      10 класс      11 класс

Задания и решения очного теоретического тура 2016-2017 уч. года

8 класс      9 класс      10 класс    11 класс

Задания и ответы отборочного этапа 2016-2017 уч. года

8 класс     9 класс      10 класс     11 класс

Задания и решения очного теоретического тура 2015-2016 уч. года

8 класс     9 класс     10 класс   11 класс

 

Задания и решения очного теоретического тура 2014-2015 уч. года

8 класс     9 класс    10 класс     11 класс

 

Задания и решения отборочного интернет-тура 2014-2015 уч. года

8 класс     9 класс    10 класс     11 класс  

 

Задания и решения очного теоретического тура 16.02.2014

8 КЛАСС     9 КЛАСС     10 КЛАСС    11 КЛАСС

Задания и решения очного теоретического тура 17.02.2013
8 класс  9 класс  10 класс  11 класс

Задания и решения отборочного интернет-тура 2012-2013 уч. года

8 класс     9 класс     10 класс     11 класс

 

Задания и решения 2002-2003
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2003-2004
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2004-2005
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2005-2006
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2006-2007
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2007-2008
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2008-2009
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2009-2010
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2010-2011
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Задания и решения 2011-2012
8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

moschem.olimpiada.ru

СПб олимпиада по химии — Для самоподготовки

Материалы для самоподготовки

На данной странице Вы найдете некоторую информацию о том, как же решать олимпиадные задачи, а также архив задач олимпиад предыдущих лет для самостоятельного изучения.

Как же решать олимпиадные задачи?

Для тренировки запасись ручкой, бумагой (лучше в клетку) и калькулятором (лучше «инженерным», например, Casio fx-991 PLUS, который умеет много, а не только складывать и умножать). Периодическую таблицу и данные по растворимости ты легко найдешь в Интернете. Для начала, внимательно прочитай тексты всех задач выбранного тура. Все они оцениваются одинаково, поэтому решать стоит не как на уроке: «первая — вто-о-о-ра-а-ая — треть… ой, не успел!» Начинай с самой простой (для тебя), напиши по ней максимум возможного за 10-15 минут, потом переходи к следующей по простоте, потом к третьей, потом можешь вернуться к недоделанной и т.д. Решения каждой задачи всегда лучше оформлять на отдельных листах тетради, оставляя место под посещающие тебя озарения, под длинные расчеты, шедевры изобразительного искусства и пр. Старайся не тратить на каждую задачу более получаса: на некоторых турах время очень ограничено!

Почти все задачи состоят из трех частей: предварительные расчеты/рассуждения, основной вопрос и дополнительные вопросы. Предварительная часть обычно не сформулирована как задача, но за нее часто дают до 30% баллов от задачи. Ты удивлен? Да, чтобы победить на олимпиаде не обязательно (хотя и желательно) решить все задачи до конца! Может быть оценена любая разумная мысль, любая полученная тобой цифра: напиши уравнение реакции, пересчитай массу в количество вещества, приведи объем газа к н.у. …и какая-то часть баллов у тебя в кармане! Ответ на основной вопрос задачи обычно дает больше всего баллов, но написав его, не спеши впадать в эйфорию и браться за следующую задачу! Дополнительные вопросы, про которые многие забывают, могут дать тебе около 20% баллов (многие авторы заданий дают подсказки именно в конце задачи, а не в ее начале, потому очень важно читать условие полностью вместе со всеми вопросами). Бывает, что призерами олимпиады становятся ученики, решившие не очень много, но при этом не забывшие ответить на все дополнительные вопросы…

Для подготовки к отборочному (районному) туру олимпиады можешь попробовать свои силы в решении следующих задач:

Постарайся уложиться в регламент – 3 часа на один вариант и, по возможности, не пользоваться подсказками. Решения можно скачать по ссылке

Что делать если не (очень) получается?

Во-первых, не надо отчаиваться! Даже если сначала ничего решить не удается, учителя говорят, что ты бездарь, а родители в ужасе от «вонючей и опасной науки» и хотят отправить учиться на менеджера/бухгалтера/юриста – ещё не всё потеряно. По опыту: при хорошей мотивации и неугасаемом интересе к химии даже средний по способностям ученик (IQ≥90) способен за полгода «глубоко войти» в курс современной науки. В этом тебе могут помочь: книги, химические кружки и общение с другими олимпиадниками.

Книги и учебники

Книга – неважно, электронная, бумажная или глиняная – всегда была и остается основным источником базовых научных знаний. В будущем, надеемся, ты будешь читать статьи по выбранной специальности в ведущих журналах: JACS, Nature, Angewandte Chemie и других, – но пока лучше начать с учебников по химии. Не со школьных: их, как мы надеемся, ты уже давно прочитал от корки до корки… Ещё нет? Иди и прочитай, иначе дальнейшее изучение науки точно не получится! Итак, вот некоторые учебники, которые помогут тебе освоить основы химии (подойдут любые издания)*:

• Н.Л. Глинка «Общая химия»,
• А.В. Суворов, А.Б. Никольский «Общая химия»,
• Б.В. Некрасов «Основы общей химии» (1 том,2 том),
• Г. Реми «Курс неорганической химии» (в 2 томах),
• Р. Моррисон, Р. Бойд «Органическая химия»,
• O.А.Реутов, А.Л.Курц, К.П.Бутин «Органическая химия».

Первые две книги пригодятся, в основном, учащимся 8 и 9 классов, остальные – старшеклассникам. Конечно, это лишь очень малая часть огромного количества пособий по нашей замечательной науке, есть множество других, не менее полезных! Не стоит забывать и о научно-популярных книгах, которые расскажут об интересных аспектах химии. Перечислить их все здесь просто невозможно…

Кружки и секции

Не всем и не всегда достаточно сухого языка учебника. В советские времена существовало множество кружков и секций для молодежи, увлекающейся наукой. К сожалению, нынче заниматься со школьниками дополнительно, да еще и бесплатно, да к тому же еще и химией стало не очень модно. Кружков танцев, рисования, спорта в Питере достаточно, а вот химических гораздо меньше… Наиболее продуктивно в плане подготовки к олимпиадам работают два из них: ХимЦентр при ФМЛ №239 и лаборатория при ЭБЦ.
Кружок позволяет не только узнать много нового, того, что никогда не расскажут в школе, но также найти новых друзей среди единомышленников, заниматься любимым делом под руководством профессиональных химиков, тех, кто так же, как и ты, интересуется современной наукой. Кстати, все питерцы-победители Международных олимпиад по химии за 2000-2013 гг, а также подавляющее большинство победителей и призеров Всероссийской олимпиады, представлявших наш город, обучались в ХимЦентре.

Общение с единомышленниками

Помимо олимпиады и кружков есть и другие возможности пообщаться в Санкт-Петербурге со сверстниками-единомышленниками. Это и Всероссийский Химический Турнир Школьников (ВХТШ), и Научно-практичекая конференция по химии, и летний химический лагерь (организуется упомянутым выше ХимЦентром).
Достигнув определенных успехов, ты можешь испытать свои силы, представив свой проект на любой конференции молодых ученых. А после поступления в вуз (конечно же, в Институт Химии СПбГУ) перед тобой открываются все дороги в науку при огромной массе сохраненного времени: базовые знания и опыт у тебя уже есть. Главное – не переставать любить науку и верить в свои силы!
Удачи!

_{*Материалы предоставлены исключительно в ознакомительных целях.}

chemspb.3dn.ru

Задачники для подготовки к олимпиадам

https://drive.google.com/file/d/0B-S0h69IOSDBenNaa0F0WHZ6OGs/view?usp=sharing

Сборники задач помогут вам в подготовке к олимпиадам

Сборники задач.rar

compressed file archive 9.4 MB

Пособие по общей и неорганической химии

Коренев Ю.М. и др. Общая и неорганическа

Compressed Archive in ZIP Format 568.3 KB

http://www.chem.msu.ru/rus/library/welcome.html#teaching

http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/chemy.html

http://www.niic.nsc.ru/education/problem-book/

 

Эквивалент

Эквивалент. Закон эквивалентов.docx

Microsoft Word Document 59.2 KB

Окислительно-восстановительные реакции

ЕГЭ — ОВР.docx

Microsoft Word Document 102.6 KB

Подгруппа кислорода

Подгруппа кислорода.docx

Microsoft Word Document 53.7 KB

Галогены

Галогены.docx

Microsoft Word Document 41.2 KB

Подгруппа азота

Подгруппа азота.docx

Microsoft Word Document 56.1 KB

Подгруппа углерода

Подгруппа углерода.docx

Microsoft Word Document 44.8 KB

Амфотерные соединения

Амфотерные соединения.docx

Microsoft Word Document 83.8 KB

Соединения йода

Соединения Йода.docx

Microsoft Word Document 31.1 KB

Золото, серебро, платина

Золото, серебро, платина.docx

Microsoft Word Document 549.6 KB

Схемы превращений

100 цепочек по неорганике.docx

Microsoft Word Document 25.1 KB

Подборка задач

Задачи для самостоятельного решения.docx

Microsoft Word Document 20.7 KB

Электрохимический ряд напряжений Ме.pptx

Microsoft Power Point Presentation 3.1 MB

Задачи на смеси металлов

Задачи на смеси металлов.docx

Microsoft Word Document 18.0 KB

Примеры решения задач

Задачи на смеси.docx

Microsoft Word Document 19.6 KB

http://100ege.ru/courses/100?grade_id=4

Разбор заданий олимпиады «Ломоносов» — 2012

http://do.chem.msu.su/dl/seminar-22-05-2012.html?from=dl

http://www.chem.msu.su/rus/abitur/Lomonosov2014_video.html

http://www.mk.ru/msu/archive/

Региональные олимпиады Нижегородской области

Региональные олимпиады 1998-2000.pdf

Adobe Acrobat Document 859.3 KB

Школьный этап

Задания школьного этапа олимпиады для 9В

Compressed Archive in ZIP Format 52.2 KB

Московские олимпиады

Олимпиада — Москва.zip

Compressed Archive in ZIP Format 2.3 MB

http://www.chem.msu.ru/rus/olimp/welcome.html

Олимпиада — город- 20010-2011химия.pdf

Adobe Acrobat Document 331.5 KB

9 класс.pdf

Adobe Acrobat Document 580.9 KB

10 класс.pdf

Adobe Acrobat Document 836.5 KB

11 класс.pdf

Adobe Acrobat Document 650.1 KB

Задания теоретического тура.pdf

Adobe Acrobat Document 3.6 MB

Задачи экспериментального тура.pdf

Adobe Acrobat Document 1.8 MB

chemi29.jimdo.com