Съдържание

НОХ 2018, II кръг (областен), 9. клас — Задача 3

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

Свръхпроводниците са метали, сплави или съединения, които имат свойството да провеждат електричен ток без съпротивление под дадена (критична) температура. Съединението Z, означено с формулата M $_\mathbf{k}$ LX $_\mathbf{k+1}$ , е високотемпературен свръхпроводник (до 37° C), изграден от елементите M и L с метални свойства, и от елемента X с неметални свойства.

Дадена е следната информация за съединението Z и за елементите, които го изграждат:

Елементът X е разпространен в атмосферата (23 мас. %) и в земната кора (49 мас. %).
Металът L се получава промишлено чрез електролиза на стопилка от солта LCl $_\mathbf{2}$ . Съединението LCl $_\mathbf{2}$ се изолира от морска вода и съдържа 74,47 мас. % хлор.
Елементът M е с пореден номер между 29 и 49 в периодичната система на елементите, и не е от четвърта (IVB) група.
Свръхпроводникът Z се получава от съединенията MX и LX при висока температура (около 500°C) в поток от кислород. За получаването на 10 g от Z са необходими 9409,3 mg от MX и 590,7 mg от LX.

1. Кой е елементът X? Аргументирайте отговора си.

2. Определете кой е елементът L със съответните изчисления. От коя група и от кой период на периодичната система е елементът L?

3. Определете кой е елементът M със съответните пресмятания.

4. Напишете съкратената електронна формула на елемента M в основното му състояние. Коя/кои са характерните степени на окисление на M в неговите съединения?

5. Напишете емпиричната формула на съединението Z. Какъв е типът на кристалната решетка на Z?

Отговори

Решение

Задача 3 (25 точки)

Елементът X е кислород. Кислородът (по маса) е вторият по разпространеност елемент в атмосферата и първият по разпространеност в земната кора. 1 т.
$\frac{2M(\mathbf{Cl})}{M(\mathbf{L}) + 2M(\mathbf{Cl})} = 0{,}7447 \Rightarrow M(\mathbf{L}) = \frac{0{,}5106 \times 35{,}453}{0{,}7447} = 24{,}31\ \mathrm{g/mol} \Rightarrow \mathbf{L}\ \text{е}\ \mathbf{Mg}$
2 т.

Mg е от втора (IIA) група и от трети период на периодичната система. 2 т.

Тъй като Z се дава с формула M $_\mathbf{k}$ LX $_\mathbf{k+1}$ $\Rightarrow n(\mathbf{MX}) = k \times n(\mathbf{LX})$ 1 т.

\frac{m(\mathbf{MX})}{M(\mathbf{MX})} = k \times \frac{m(\mathbf{LX})}{M(\mathbf{LX})} \Rightarrow M(\mathbf{MX}) = \frac{M(\mathbf{LX})}{k}\frac{m(\mathbf{MX})}{m(\mathbf{LX})} = \frac{642{,}0}{k}

2 т.

M(\mathbf{M}) = \frac{642{,}0}{k} - 15{,}999

1 т.

M е с пореден номер между 29 и 49, т.е. $63{,}546 \le M(\mathbf{M}) \le 114{,}82$ 1 т.

Тъй като $k$ е цяло число, то трябва да е в интервала: $5 \le k \le 8$ 2 т.

При $k = 5$ , $M(\mathbf{M}) = 112{,}4\ \mathrm{g/mol} \Rightarrow$ M е Cd 2 т.

При $k = 6$ , $M(\mathbf{M}) = 91{,}00\ \mathrm{g/mol} \Rightarrow$ M не е Zr (Zr е от четвърта (IVB) група) 2 т.

При $k = 7$ , $M(\mathbf{M}) = 75{,}72\ \mathrm{g/mol} \Rightarrow$ няма такъв елемент 1 т.

При $k = 8$ , $M(\mathbf{M}) = 64{,}25\ \mathrm{g/mol} \Rightarrow$ няма такъв елемент 1 т.

Съкратената електронна формула на Cd в основно състояние е: $\mathrm{[Kr]4d^{10}5s^2}$ . 2 т.

Характерната степен на окисление на Cd е +2 (+II). 1 т.

Емпиричната формула на Z е Cd $_\mathbf{5}$ MgO $_\mathbf{6}$ . 2 т.

Кристалната решетка на Z е йонна. 2 т.

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