Съдържание

НОХ 2018, II кръг (областен), 9. клас — Задача 2

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2018

МОН, 50 НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА. Областен кръг, 11 февруари 2018 г. III СЪСТЕЗАТЕЛНА ГРУПА (ученици, които през настоящата учебна година са в IХ клас или изучават учебно съдържание за IХ клас) · 11 февруари 2018 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

Веществото А се разлага до веществото Д по схемата:

Схема на разлагането: 1 mol А → (225° C; - x mol Г1) → 1 mol Б → (550° C; - 1 mol Г2) → 1 mol В → (900° C; - 1 mol Г3) → 1 mol Д.

За съединенията от схемата е известно, че:

А е кристалохидрат* и е съставено от химичните елементи Ca, O, H и елемента Е;
Б и В са соли;
Д, Г1, Г2 и Г3 са оксиди;
Г1, Г2 и Г3 са газове при дадените условия, а Д е твърдо вещество;
Г2 и Г3 съдържат химичния елемент Е;
в Г3 елементът Е е в +IV степен на окисление, като масовата част на кислорода в Г3 е 72,71 %.

* Кристалохидратите са съединения, които включват в състава си вода.

Ако знаете, че от 73,06 g А се получават 28,04 g Д (приемете, че реакциите са протекли напълно), отговорете на следните въпроси:

1. Определете кой е химичният елемент Е, като се обосновете с изчисления.

2. Напишете емпиричните формули на веществата от Б, В, Г1, Г2, Г3 и Д от схемата.

3. Определете стойността на x чрез изчисления. Напишете химичната формула на веществото А.

4. Напишете всички възможни химични реакции между четирите оксида от схемата.

5. Какви (основни, киселинни или неутрални) са оксидите Д, Г2 и Г3?

6. Как се нарича в практиката веществото Д?

Отговори

Решение

Задача 2 (25 точки)

Г3 е оксид на Е в +IV степен на окисление: формулата е $\mathrm{ЕO_2}$

$w(\mathrm{O}) = \dfrac{2\times 15{,}999}{M(E) + 2\times 15{,}999} = 0{,}7271 \rightarrow M(\mathrm{Е}) = 12{,}01\ \mathrm{g/mol} \rightarrow$ Е ≡ C 3 т.

Възможните оксиди на Ca, C и H са: CaO, $\mathrm{H_2O}$ , $\mathrm{CO_2}$ и CO и въз основа на данните от схемата емпиричните формули на съединенията са съответно:*

Г3 ≡ CO $_2$ 2 т.

Г2 ≡ CO (друг оксид на C) 2 т.

Г1 ≡ H $_2$ O (газообразен оксид на H (не може на Ca) при 225°C) 2 т.

Д ≡ CaO (твърд оксид – на Ca) 2 т.

В ≡ CaCO $_3$ (1 mol В →1 mol CaO + 1 mol $\mathrm{CO_2}$ ) 2 т.

Б ≡ CaC $_2$ O $_4$ (1 mol Б →1 mol $\mathrm{CaCO_3}$ + 1 mol CO) 2 т.

Нека означим А като $\mathrm{CaC_2O_4 \cdot \mathit{x}H_2O}$

$n(\mathrm{CaC_2O_4 \cdot \mathit{x}H_2O}) = n(\mathrm{CaO}) = \dfrac{m(\mathrm{CaO})}{M(\mathrm{CaO})} = \dfrac{28{,}04\ \mathrm{g}}{56{,}077\ \mathrm{g/mol}} = 0{,}5000\ \mathrm{mol}$ 1 т.

$M(\mathrm{CaC_2O_4 \cdot \mathit{x}H_2O}) = \dfrac{m(\mathrm{CaC_2O_4.\mathit{x}H_2O})}{n(\mathrm{CaC_2O_4.\mathit{x}H_2O})} = \dfrac{73{,}06\ \mathrm{g}}{0{,}5000\ \mathrm{mol}} = 146{,}12\ \mathrm{g/mol}$ 1 т.

$M(\mathrm{CaC_2O_4}) + x \times M(\mathrm{H_2O}) = 146{,}12 \rightarrow \boldsymbol{x = 1}$ 1 т.

А ≡ CaC $_2$ O $_4$ ·H $_2$ O (кристалохидрат, 1 mol А →1 mol $\mathrm{CaC_2O_4}$ и 1 mol $\mathrm{H_2O}$ )* 2 т.

$\mathrm{CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2}$ 1 т.

$\mathrm{CaO + CO_2 \rightleftarrows CaCO_3}$ 1 т.

$\mathrm{CO_2 + H_2O \rightleftarrows H_2CO_3}$ 1 т.

(да се признават реакциите и без знак за равновесие)

Д (CaO) – основен оксид 0,5 т.

Г2 (CO) – неутрален оксид 0,5 т.

Г3 ( $\mathrm{CO_2}$ ) – киселинен оксид 0,5 т.

Д (CaO) – негасена вар 0,5 т.

* Точкуват се само формулите, обясненията в скобите не се изискват и не се точкуват.

Ред на електроотрицателност, ред на относителна активност и разтворимост във вода

РЕД НА ЕЛЕКТРООТРИЦАТЕЛНОСТ

Cs, Li, Ba, Na, Ca, Mg, Ag, Al, Fe, Zn, Si, Cu, Ni, P, H, I, S, C, Br, Cl, N, O, F

РЕД НА ОТНОСИТЕЛНА АКТИВНОСТ

Li,	K,	Ba,	Ca,	Na,	Mg,	Al,	Zn,	Fe,	Ni,	Pb,	H $_2$ ,	Cu,	Hg	Ag,	Au
Li $^+$ ,	K $^+$ ,	Ba $^{2+}$ ,	Ca $^{2+}$ ,	Na $^+$ ,	Mg $^{2+}$ ,	Al $^{3+}$ ,	Zn $^{2+}$ ,	Fe $^{2+}$ ,	Ni $^{2+}$ ,	Pb $^{2+}$ ,	2H $^+$ ,	Cu $^{2+}$ ,	Hg $^{2+}$	Ag $^+$ ,	Au $^{3+}$

РАЗТВОРИМОСТ ВЪВ ВОДА НА СОЛИ, ХИДРОКСИДИ И КИСЕЛИНИ

аниони / катиони	H $^+$	NH $_4^+$	Ag $^+$	Ba $^{2+}$	Ca $^{2+}$	Mg $^{2+}$	Zn $^{2+}$	Cu $^{2+}$	Pb $^{2+}$	Fe $^{2+}$	Fe $^{3+}$	Al $^{3+}$
OH $^–$	╳	Г	МР		СР	МР	МР	МР	МР	МР	МР	МР
Cl $^–$			МР						МР
Br $^–$			МР						МР
I $^–$			МР					МР	МР
S $^{2–}$	Г		МР				МР	МР	МР	МР	МР	ВВ
SO $_3^{2–}$	Г		СР	СР	СР	СР	СР		МР	СР
SO $_4^{2–}$			СР	МР	СР				МР
NO $_3^–$
PO $_4^{3–}$			МР	МР	МР	МР	МР	МР	МР	МР	МР	МР
CO $_3^{2–}$	Г		МР	МР	МР	МР	МР	МР	МР	МР	ВВ
CrO $_4^{2–}$			МР	МР			МР	МР	МР	МР

МР – Малко разтворимо вещество

СР – Средно разтворимо вещество

Г – Газ

ВВ – Взаимодейства с вода

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