Съдържание

НОХ 2014, II кръг (областен), 9. клас — Задача 2

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2014

МОН, XLVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2014 година. Областен кръг, 4 февруари. Учебно съдържание IX клас · 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

Азотната киселина и нейните производни са широко използвани в практиката.

1. Предложете две области на приложение на азотната киселина.

2. Какви лични предпазни средства трябва да се използват в лабораторията при работа с концентрирани киселини?

При пълното разтваряне на оловна гранула с 238,86 mL концентрирана азотна киселина $\left(\rho = 1410\,\dfrac{\mathrm{kg}}{\mathrm{m^3}}\right)$ , при налягане 1 atm и температура 25 $^{0}\mathrm{C}$ се отделя $5{,}00\times10^{-4}\ \mathrm{m^3}$ газ.

3. Изразете протичащото химично взаимодействие.

4. Опишете три характерни свойства на получения газ. Изразете с химични уравнения два начина за получаването му.

5. Пресметнете:

а) масата на реагиралото олово;

б) масовата част на разтворената сол, като пренебрегнете промяната в плътността на получения разтвор и разтворимостта на отделения газ в реакционната смес.

Универсална газова константа $R$ = 8,314 J/(mol×K); 1 atm = 101325 Pa; 0 ºС = 273,15 К

Отговори

Решение

Задача 2 (25 точки)

Азотната киселина се използва като основна суровина при производство на азотни торове и взривни вещества. 2 × 1 =2 т.
Защитни очила, ръкавици и престилка 3 × 1 = 3 т.
$\mathrm{Pb + 4HNO_3 \longrightarrow Pb(NO_3)_2 + 2H_2O + 2NO_2\uparrow}$ 2 т.
$\mathrm{NO_2}$ е червенокафяв отровен газ с характерна остра миризма. 3 т.

Получаване на $\mathrm{NO_2}$ (приемат се всички други възможни реакции):

$\mathrm{2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2}$ , $\mathrm{Cu + 4HNO_3 \longrightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O + 2NO_2}$ 2 + 2 = 4 т.

а) $p\times V = n\times R\times T \Rightarrow n(\mathrm{NO_2}) = \frac{101325\times5{,}00\times10^{-4}}{8{,}314\times298{,}15} = 2{,}04\times10^{-2}\ \mathrm{mol}$ 2 т.

n(\mathrm{Pb}) = \frac{1}{2}n(\mathrm{NO_2}) = \frac{2{,}04\times10^{-2}}{2} = 1{,}02\times10^{-2}\ \mathrm{mol}

1 т.

$m(\mathrm{Pb}) = n(\mathrm{Pb})\times A(\mathrm{Pb}) = 1{,}02\times10^{-2}\times207 = 2{,}11\ \mathrm{g}$ 1 т.

б) $m(\text{сол}) = n(\text{сол})\times M(\text{сол}) = n(\mathrm{Pb})\times M(\text{сол}) = 1{,}02\times10^{-2}\times331 = 3{,}38\mathrm{g}\ \mathrm{Pb(NO_3)_2}$ 2 т.

$m(\text{р-р}) = m(\text{р-р}\ \mathrm{HNO_3}) + m(\mathrm{Pb}) - m(\mathrm{NO_2}) \Rightarrow$

$m(\text{р-р}) = \rho(\text{р-р}\ \mathrm{HNO_3})\times V(\text{р-р}\ \mathrm{HNO_3}) + m(\mathrm{Pb}) - n(\mathrm{NO_2})\times M(\mathrm{NO_2}) \Rightarrow$

$m(\text{р-р}) = 238{,}86\times1{,}41 + 2{,}11 - 2{,}04\times10^{-2}\times46 = 338\ \mathrm{g}$ 3 т.

w\% = \frac{m(\text{сол})}{m(\text{р-р})}\times100 = \frac{3{,}38}{338}\times100 = 1{,}00\ \%

2 т.

Ако не е отчетена масата на $\mathrm{NO_2}$ , вместо (3 + 2) т. се присъжда само 1 т.

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