Съдържание

НОХ 2019, II кръг (областен), 10–12 клас — Задача 2

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2019

МОН, LI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА. Областен кръг, 10 февруари 2019 г. Учебно съдържание X - XII клас · 10 февруари 2019 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

При взаимодействието на неизвестен метал М с маса 5,580 g със сулфурил хлорид, SO $_2$ Cl $_2$ (безцветна течност при стайна температура), се образува бинарно съединение В и безцветен газ с остра задушлива миризма.

Цялото количество на продукта В е разтворено в 1 kg диетилов етер. Установено е, че температурата на кипене на получения разтвор е по-висока от тази на разтворителя с 0,0202 °C. Ебулиоскопската константа E на разтворителя е 2,02 °C·kg·mol $^{-1}$ . Чрез прекристализация от етерния разтвор са получени 5,633 g тъмночервени блестящи кристали на съединението В (практически добив на В), като процентният добив при прекристализацията е 64,25 %. Също така е известно, че воден разтвор на съединението В практически не провежда електричен ток.

1 Запишете изравнено химично уравнение на реакцията, при която се получава съединението В. [4 т.]

2 Изчислете теоретичния добив на съединението В. [2 т.]

3 Определете кой е металът М и каква е емпиричната формула на съединението В. Обосновете отговорите си с изчисления. [9 т.]

4 Молекулен или йонен е кристалният строеж на В? Обосновете отговора. [2 т.]

5 Изчислете молалната концентрация $c_\mathrm{m}$ на етерния разтвор на съединението B и действителната молна маса на В. Запишете истинската химична формула на В. [6 т.]

6 Обяснете ще се образува ли утайка, ако към водния разтвор на съединението В се прибави разтвор на сребърен нитрат с достатъчно висока концентрация. [2 т.]

Отговори

Решение

1. $\mathbf{M} + n/2\ \mathbf{SO_2Cl_2} \rightarrow \mathbf{MCl_n} + n/2\ \mathbf{SO_2}$

За изравняване на уравнението 2 т.

За разпознаване на газообразния продукт SO $_2$ 1 т.

За означаване на бинарното съединение MCl $_\mathbf{n}$ 1 т.

2. % добив = ( $m$ (B) $_{\text{практ.}}$ / $m$ (B) $_{\text{теор.}}$ )×100 % 1 т.

$m$ (B) $_{\text{теор.}}$ = $m$ (B) $_{\text{практ.}}$ ×100/(% добив) = 5,633/0,6425 = 8,767g 1 т.

3. Означаваме молната маса на неизвестния метал с $A$ (M) g·mol $^{-1}$ .

$n$ (M) = $m$ (M)/ $A$ (M) = 5,580/ $A$ (M) 1 т.

$n_{\text{теор.}}$ (MCl $_\mathrm{n}$ ) = $m_{\text{теор.}}$ (MCl $_\mathrm{n}$ )/ $M$ (MCl $_\mathrm{n}$ ) = $m_{\text{теор.}}$ (MCl $_\mathrm{n}$ )/( $A$ (M) + n× $A$ (Cl))

$n_{\text{теор.}}$ (MCl $_\mathrm{n}$ ) = 8,767/( $A$ (M) + n×35,453) 1 т.

Молно отношение по уравнението:

$n$ (M) = $n_{\text{теор.}}$ (MCl $_\mathrm{n}$ ) 1 т.

5,580/ $A$ (M) = 8,767/( $A$ (M) + n×35,453)

$A$ (M) = 62,07×n 1 т.

За n = 1 $A$ (M) = 62,07 g·mol $^{-1}$ няма такъв метал. 1 т.

За n = 2 $A$ (M) = 124,14 g·mol $^{-1}$ няма такъв метал. 1 т.

За n = 3 $A$ (M) = 186,21 g·mol $^{-1}$ металът е Re 2 т.

Емпиричната формула на съединението B е: ReCl $_3$ . 1 т.

4. Съединението B има молекулен кристален строеж, а не йонен, тъй като водният му разтвор не провежда електричен ток, т.е. веществото е неелектролит. 2 т.

5. $\Delta T_\mathrm{k} = E\times c_\mathrm{m}$

$c_\mathrm{m} = \Delta T_\mathrm{k}/E$ = 0,0202/2,02 = 0,01 mol·kg $^{-1}$ 2 т.

$c_\mathrm{m}$ = $m_{\text{теор.}}$ (B)/( $M$ (B)× $m$ (р-ел))

$M$ (B) = $m_{\text{теор.}}$ (B)/( $c_\mathrm{m}$ × $m$ (р-ел)) = 8,767×10 $^{-3}$ /(0,01×1) = 0,8767 kg·mol $^{-1}$

$M$ (B) = 876,7 g·mol $^{-1}$ 2 т.

$M$ (B)/ $M$ (ReCl $_3$ ) = 876,7/292,566 = 3 1 т.

Действителната химична формула на съединението B е: Re $_3$ Cl $_9$ . 1 т.

6. При смесване на водния разтвор на съединението В с разтвор на сребърен нитрат няма да се получи утайка от AgCl, тъй като B е неелектролит. 2 т.

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 $^{3+}$

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