Съдържание

НОХ 2013, II кръг (областен), 9. клас — Задача 2

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2013

МОМН, 45-та НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2013 година, Областен кръг, 23-ти февруари, Учебно съдържание IX-ти клас · 23 февруари 2013 г. · 25 т.

Примерни решения и оценка на задачите

Важно за проверителите! Освен представените примерни решения, за вярно се приема и всяко друго решение, което е логично обосновано и води до същия (числов или фактологичен) резултат.

При непълни отговори (например неизравнени уравнения) могат да се присъждат и по-малко от предвидените точки.

Условие

Младият химик Иванчо отишъл да помогне на баба си при торенето на градината. От лабораторията взел със себе си банка с надпис – “кисел амониев фосфат” $^{1}$ . От часовете по химия знаел, че този вид соли могат да се използват като комбинирани торове. За да определи точната химична формула на това съединение и да може да го дозира правилно, той направил следния експеримент: претеглил 10,0 g от съединението и ги разтворил във вода; към получения разтвор добавил излишък от разтвор на BaCl₂, при което се получила бяла утайка. Получената утайка изфилтрувал, изсушил и претеглил – теглото било 22,8 g (в състава на утайката има атоми на три химични елемента).

$^{1}$ кисели соли се наричат хидроген или дихидроген соли

1. Каква е формулата на “киселия амониев фосфат”? Подкрепете отговора с изчисления въз основа на направения експеримент. [8 т.]

2. Изразете със съкратено йонно уравнение реакцията на получаване на утайката. [2 т.]

За да обогати почвата с повече азот, Иванчо направил смес от киселия амониев фосфат (45,0 мас.%) и амониев нитрат (55,0 мас.%). Ако към тази смес се добави разтвор на натриева основа, се отделя газ.

3. Кой е отделеният газ? [2 т.]

4. Изразете със съкратено йонно уравнение реакцията за неговото получаване. [1 т.]

5. Колко литра газ (н.у.) се отделя, ако към 14,6 g от тази смес се добави излишък от NaOH? [12 т.]

Отговори

Решение

Задача 2 (25 точки)

Нека означим съединението с $\mathrm{(NH_4)_xH_yPO_4}$ ( $x + y = 3$ )

Получената утайка е със състав $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$ ( $M = 601\ \mathrm{g/mol}$ )

n(\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}) = \frac{m(\mathrm{Ba_3(PO_4)_2})}{M(\mathrm{Ba_3(PO_4)_2})} = \frac{22{,}8\ \mathrm{g}}{601\ \mathrm{g/mol}} = 3{,}79 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol}

2 т.

$n(\mathrm{(NH_4)_xH_yPO_4}) = n(\mathrm{PO_4^{3-}}) = 2 \times n(\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}) = 2 \times 3{,}79 \times 10^{-2} = 7{,}58 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol}$ 2 т.

M(\mathrm{(NH_4)_xH_yPO_4}) = \frac{m(\mathrm{(NH_4)_xH_yPO_4})}{n(\mathrm{(NH_4)_xH_yPO_4})} = \frac{10{,}0\ \mathrm{g}}{7{,}58 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol}} \approx 132\ \mathrm{g/mol}

2 т.

\left|\begin{array}{l} 18{,}0 \times x + 1{,}0 \times y + 31{,}0 + 4 \times 16{,}0 = 132 \\ (x + y = 3) \end{array}\right.

$\Rightarrow x = 2;\ y = 1$

Формулата на съединението е $\mathrm{(NH_4)_2HPO_4}$ 2 т.

$\mathrm{2HPO_4^{2-} + 3Ba^{2+} \rightleftarrows Ba_3(PO_4)_2 + 2H^+}$ 2 т.
Отделеният газ е $\mathrm{NH_3}$ 2 т.
$\mathrm{NH_4^+ + OH^- \rightleftarrows NH_3 + H_2O}$ 1 т.
$m(\mathrm{(NH_4)_2HPO_4}) = \frac{m_{\text{сместа}}}{100} \times 45{,}0 = \frac{14{,}6}{100} \times 45{,}0 = 6{,}57\ \mathrm{g}$

2 т.

m(\mathrm{NH_4NO_3}) = \frac{m_{\text{сместа}}}{100} \times 55{,}0 = \frac{14{,}6}{100} \times 55{,}0 = 8{,}03\ \mathrm{g}

2 т.

n(\mathrm{(NH_4)_2HPO_4}) = \frac{m(\mathrm{(NH_4)_2HPO_4})}{M(\mathrm{(NH_4)_2HPO_4})} = \frac{6{,}57\ \mathrm{g}}{132{,}0\ \mathrm{g/mol}} = 4{,}98 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol}

2 т.

n(\mathrm{NH_4NO_3}) = \frac{m(\mathrm{NH_4NO_3})}{M(\mathrm{NH_4NO_3})} = \frac{8{,}03\ \mathrm{g}}{80{,}0\ \mathrm{g/mol}} = 1{,}00 \times 10^{-1}\ \mathrm{mol}

2 т.

( $M(\mathrm{NH_4NO_3}) = 80{,}0\ \mathrm{g/mol}$ )

$n(\mathrm{NH_3}) = 2 \times n(\mathrm{(NH_4)_2HPO_4}) + n(\mathrm{NH_4NO_3}) =$

$= 2 \times 4{,}98 \times 10^{-2} + 1{,}00 \times 10^{-1} = 2{,}00 \times 10^{-1}\ \mathrm{mol}$ 2 т.

$V(\mathrm{NH_3}) = n(\mathrm{NH_3}) \times V_m = 2{,}00 \times 10^{-1} \times 22{,}4 = 4{,}48\ \mathrm{L}$ 2 т.

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