НОХ 2011, III кръг (национален), 10–12 клас, файл Experimental.pdf — Задача 4

МОМН, 43-ра НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2011 година. Национален кръг, 26 – 27 март. Експериментална задача за 10-ти – 12-ти клас · 26 март 2011 г.

Внимание: Бележка към темата

Файлът с решения в архива е за теоретичния етап (Задачи 1–5), а не за експерименталната задача; официално решение на експерименталната задача липсва.

Условие

В 4 от шестте номерирани епруветки има индивидуални разтвори на нитратни соли на йони от приложената таблица за разтворимост. В останалите две епруветки има разтвор на натриева основа и разтвор на сярна киселина.

Ако четирите соли са смесени в общ разтвор (ОР), те могат да бъдат определени (вида на катионите в тях) чрез последователност от операции, представени на следната схема:

Схема на разделянето: ОР + NaOH (до pH>11) дава разтвор Р1 и утайка У1(т.). Р1 + HNO3 (до рН 4-5) дава утайка У2(б.), която с + NH3 не се разтваря, а с +HNO3 се разтваря. У1(т.) + NH4Cl (нас.р-р) дава разтвор Р2 и утайка У3(т.). Р2 + NaOH, t0 дава газ Г и утайка У4(б.). У3(т.) + H2SO4 дава разтвор Р3 и утайка У5(б.); Р3 + NH4SCN дава червен разтвор.

Пояснение към схемата:

  • с Р1, Р2 и Р3 са означени разтвори съответно с номера 1, 2 и 3;
  • с У1(т.), У2(б.), У3(т.), У4(б.) и У5(б.) са означени утайките съответно с номера 1, 2, 3, 4 и 5 като в скоби е указан цветът на утайката: тъмна (т.) и бяла (б.);
  • с Г е означен газообразен продукт;
  • с ⊥\perp е означено разделяне на разтвор от утайка чрез филтруване.

Разтворимост на някои соли, хидроксиди и киселини във вода

Йони↓→NO3−\mathrm{NO_3^-}OH−\mathrm{OH^-}SO42−\mathrm{SO_4^{2-}}
H+\mathrm{H^+}□□□
K+\mathrm{K^+}□□□
Na+\mathrm{Na^+}□□□
NH4+\mathrm{NH_4^+}□↑□
Ag+\mathrm{Ag^+}□↓⇳
Ca2+\mathrm{Ca^{2+}}□⇳⇳
Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}□⇓***)□
Zn2+\mathrm{Zn^{2+}}□⇓**)□
Al3+\mathrm{Al^{3+}}□⇓*)□
Pb2+\mathrm{Pb^{2+}}□⇓**)⇓
Fe3+\mathrm{Fe^{3+}}□↓□

*) Утайката е разтворима в алкална основа.

**) Утайката е разтворима в алкална основа и в амоняк.

***) Утайката е разтворима в амониеви соли.

□ – безцветен разтвор; ⇓/↓ – бяла/цветна малкоразтворима утайка;

↑ – газообразно вещество; ⇳ – бяла умерено разтворима утайка

1 Като използвате информацията от схемата, таблицата за разтворимост, като смесвате разтворите и използвате (червен) лакмус, определете кое е разтвореното вещество във всяка от шестте епруветки.

2 Какъв е съставът на ОР, на разтворите Р1, Р2 и Р3, на утайките У1, У2, У3, У4 и У5 и на газа Г?

3 Изразете с изравнени химични уравнения следните взаимодействия от схемата:

а) на ОР с излишък от натриева основа – до алкална среда (рН > 11);

б) на Р1 и на У2 с азотна киселина;

в) на Р2 с натриева основа и нагряване (t0t^{0});

г) на У3 с разтвор на сярна киселина;

д) на Р3 с разтвор на амониев тиоцианат.

Всички резултати запишете в приложения протокол.

Решение

Внимание: Непълно решение

Файлът с решения в архива е за теоретичния етап (Задачи 1–5), а не за експерименталната задача; официално решение липсва.

Протокол

ПРОТОКОЛ № . . . . . . . .

  1. Кои са разтворените вещества в 6-те епруветки?

епр. 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

епр. 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

епр. 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

епр. 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

епр. 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

епр. 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Състав на:

ОР: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Р1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Р2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Р3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Г: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

У1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

У2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

У3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

У4: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

У5: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Химични уравнения на указаните взаимодействия от схемата:

Ако мястото не ви стигне използвайте допълнителен лист, като укажете за кое подусловие се отнася реакцията.

а) на ОР с излишък от натриева основа – до алкална среда (рН > 11);

б) на Р1 и на У2 с азотна киселина;

в) на Р2 с натриева основа и нагряване (t°);

г) на У3 с разтвор на сярна киселина;

д) на Р3 с разтвор на амониев тиоцианат.

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