Съдържание

НОХ 2005, II кръг (областен), 10–12 клас — Задача 2

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2005

МОН, XXXVII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2005 година. Областен кръг, 5 март. X - XIII клас · 5 март 2005 г. · 25 т.

Внимание: Бележка към темата

Официалните решения са сканирани завъртени (по два листа на страница) и са избледнели; десетичните точки и някои заряди на йоните са едва видими и са предадени по смисъла на изчисленията.

Условие

Схема на обработката на ББР: от ББР с „+ изл.OH⁻“ се получават утайка У1, разтвор Р1 и газ Г; У1 с „+ NH₃“ дава разтвор Р2; Р1 с „+ HCl“ дава утайка У2 и разтвор Р3; Р3 с „+ NH₃“ дава утайка У3 и разтвор Р4; Р4 с „+ CO₃²⁻“ води до X. Легенда: У - утайка; Р - разтвор; Г - газ; X - няма реакция. — Обработка на ББР:

1. Кои от следните катиони: алуминиеви, амониеви, бариеви, медни (от втора степен на окисление), оловни и сребърни, не могат да се съдържат в разтвор:

а) ако разтворът е безцветен;

б) ако разтворът е алкален;

в) ако разтворът е амонячен;

г) ако разтворът е солнокисел? [7 т.]

Бистър и безцветен разтвор (ББР), в който могат да се съдържат споменатите в т.1 катиони, е подложен на анализ. Към ББР е добавена алкална основа в излишък, при което се получава кафява утайка У1 и се отделя газ Г, който променя цвета на навлажнен с вода лакмус от червен в син. След като утайката У1 се отдели от разтвора над нея (това е разтвор Р1) тя е обработена с разтвор на амоняк, при което напълно се разтваря и се получава разтвор Р2. След подкиселяване на разтвора Р1 със солна киселина се получава бяла утайка У2, която се отделя от разтвора над нея (разтвор Р3) и към този разтвор се добавя разтвор на амоняк до основна реакция. При това се получава бяла утайка У3. Ако към разтвора над тази утайка (разтвор Р4) се добави разтвор на карбонат, не настъпват видими промени в него. (Описаната обработка на ББР е представена на схемата.)

2. Изразете с изравнени химични уравнения следните взаимодействия:

а) ББР + изл. $\mathrm{OH^-} \longrightarrow$ У1 + Р1 + Г

б) У1 + $\mathrm{NH_3} \longrightarrow$ Р2

в) Р1 + HCl $\longrightarrow$ У2 + Р3

г) Р3 + $\mathrm{NH_3} \longrightarrow$ У3

и посочете състава на утайките У1, У2 и У3, и на разтворите Р1, Р2 и Р3. [12 т.]

3. Кои катиони се съдържат в изследвания ББР? [6 т.]

Обработка на ББР:

Отговори

Решение

а) $\mathrm{Cu^{2+}}$ (с) - 1 т

б) $\mathrm{Ag^+}$ и $\mathrm{NH_4^+}$ - 2x1 т.

в) $\mathrm{Pb^{2+}}$ и $\mathrm{Al^{3+}}$ - 2x1 т.

г) $\mathrm{Ag^+}$ и $\mathrm{Pb^{2+}}$ - 2x1 т.

Възможен състав на ББР $\mathrm{Ag^+}$ , $\mathrm{NH_4^+}$ , $\mathrm{Ba^{2+}}$ , $\mathrm{Pb^{2+}}$ и $\mathrm{Al^{3+}}$

а) ББР + изл. $\mathrm{OH^-} \longrightarrow$ У1 + Р1 + Г

$\mathrm{Ag^+ + OH^- \longleftrightarrow AgOH\downarrow}$ (б)

$\mathrm{2\,AgOH \longleftrightarrow Ag_2O\downarrow}$ (к) $\mathrm{+\ H_2O}$ - 1+1 т

(или $\mathrm{2\,Ag^+ + 2\,OH^- \longleftrightarrow Ag_2O\downarrow}$ (к) $\mathrm{+\ H_2O}$ 2 т)

$\mathrm{Pb^{2+} + 2\,OH^- \longleftrightarrow Pb(OH)_2\downarrow}$ (б)

$\mathrm{Pb(OH)_2 + 2\,OH^- \longleftrightarrow Pb(OH)_4^{2-}}$ (или $\mathrm{PbO_2^{2-} + 2\,H_2O}$ ) 1+1 т

$\mathrm{Al^{3+} + 3\,OH^- \longleftrightarrow Al(OH)_3\downarrow}$ (б)

$\mathrm{Al(OH)_3 + OH^- \longleftrightarrow Al(OH)_4^-}$ (или $\mathrm{AlO_2^- + 2\,H_2O}$ ) - 1+1 т

$\mathrm{NH_4^+ + OH^- \longrightarrow NH_3\uparrow + H_2O}$ - 1 т

У1: $\mathrm{Ag_2O}$ ; Р1: $\mathrm{Pb(OH)_4^{2-}}$ , $\mathrm{Al(OH)_4^-}$ и $\mathrm{Ba^{2+}}$ , Г: $\mathrm{NH_3}$

б) У1 + $\mathrm{NH_3} \longrightarrow$ Р2

$\mathrm{Ag_2O + 4\,NH_3 + H_2O \longleftrightarrow 2\,Ag(NH_3)_2^+ + 2\,OH^-}$ - 2 т

(или $\mathrm{AgOH + 2\,NH_3 \longleftrightarrow Ag(NH_3)_2^+ + OH^-}$ - 1 т)

Р2: $\mathrm{Ag(NH_3)_2^+}$

в) Р1 + HCl $\longrightarrow$ У2 + Р3

$\mathrm{Pb(OH)_4^{2-} + 4\,H^+ + 2\,Cl^- \longrightarrow PbCl_2\downarrow}$ (б) $\mathrm{+\ 4\,H_2O}$ - 1 т

$\mathrm{AlO_2^- + 4\,H^+ \longrightarrow Al^{3+} + 2\,H_2O}$ - 1 т

У2: $\mathrm{PbCl_2}$ ; Р3: $\mathrm{Al^{3+}}$ и $\mathrm{Ba^{2+}}$

г) Р3 + $\mathrm{NH_3} \longrightarrow$ У3

$\mathrm{Al^{3+} + 3\,NH_3 + 3\,H_2O \longleftrightarrow Al(OH)_3\downarrow}$ (б) $\mathrm{+\ 3\,NH_4^+}$ - 1 т

У3: $\mathrm{Al(OH)_3}$

В изходния разтвор (ББР) няма $\mathrm{Ba^{2+}}$ , защото:

утайка У1 се разтваря напълно в амоняк; - 1 т
разтвор Р4 не взаимодейства с карбонат - 1 т

Следователно, в анализирания ББР се съдържат $\mathrm{Ag^+}$ , $\mathrm{NH_4^+}$ , $\mathrm{Pb^{2+}}$ и $\mathrm{Al^{3+}}$ - 4 т

Оригинал в Архива: Problems.pdf · официални решения: Solutions.pdf