Съдържание

Условие Отговори Решение

НОХ 2007, III кръг (национален) — Задача 31. XXXIV НОХ (2002), теоретичен кръг, Задача 1

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2007

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година · 15 т.

Внимание: Бележка към темата

Сборникът не съдържа решенията на Задачи 1–3 от 2001 г. и на Задачи 3 и 4 (и на Задача 2, 3.) от 2002 г.

XXXIX НОХООС – 2007, теоретичен кръг

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретичен кръг

Условие

Медна руда съдържа $\mathrm{SiO_2}$ и минерал, съставен от Cu, Fe и S. Образец от рудата с маса 2.00 g е изгорена в поток от кислород. Отделеният газ е погълнат напълно в разтвор на KOH, след което излишната калиева основа се неутрализира със сярна киселина, разтворът се подкиселява с допълнително количество $\mathrm{H_2SO_4}$ и се разрежда с вода до 100.00 mL. Проба от този разтвор с обем 50.00 mL обезцветява напълно 21.80 mL 0.100 M $\mathrm{KMnO_4}$ – протича взаимодействието:

\mathrm{K_2SO_3 + KMnO_4 + H_2SO_4 \longrightarrow K_2SO_4 + MnSO_4 + H_2O}

Твърдият остатък от изгарянето се обработва с излишък от концентрирана сярна киселина, при което част от него се разтваря. Неразтвореният остатък се отстранява чрез филтруване и към филтрата се добавя излишък от амоняк – получава се кафява утайка и синьо оцветен разтвор. Тази утайка се филтрува, изсушава и нагрява при температура не по-висока от 600 °C – полученият продукт е червен прах с маса 0.435 g.

Филтратът се неутрализира със сярна киселина, разрежда се с вода до 100.00 mL и към 20.00 mL от него се добавя разтвор на калиев йодид – отделя се йод, който оцветява разтвора в кафяво:

\mathrm{Cu^{2+} + I^- \longrightarrow CuI\downarrow + I_2}

За пълно обезцветяване на този разтвор са необходими на 21.80 mL 0.050 M $\mathrm{Na_2S_2O_3}$ :

\mathrm{I_2 + 2Na_2S_2O_3 \longrightarrow 2NaI + Na_2S_4O_6}

1 Изравнете уравненията на протеклите процеси като използвате, където е необходимо, метода на електронния баланс.

2 Определете емпиричната формула на минерала.

3 Какво е процентното съдържание на минерала в рудата?

4 Напишете и изравнете уравнението, което показва взаимодействието на минерала с кислород при температура под 600°C, като ползвате метода на електронния баланс.

( $M$ (Cu) = 63.55 g/mol, $M$ (Fe) = 55.88 g/mol; $M$ (S) = 32.07 g/mol; $M$ (O) = 16.00 g/mol.)

Отговори

Решение

Задача 1 – 15 точки

1. Формулата на минерала е $\mathrm{Cu_xFe_yS_z}$ :

$\mathrm{Cu_xFe_yS_z + \left(\dfrac{x+1.5y+2z}{2}\right)O_2 \longrightarrow xCuO + \dfrac{y}{2}Fe_2O_3 + zSO_2}$

$\mathrm{SO_2 + 2KOH \longrightarrow K_2SO_3 + H_2O}$ - 0.5 т.

Уравнение с електронен баланс: 5K₂S(+4)O₃ + 2KMn(+7)O₄ + 3H₂SO₄ → 6K₂S(+6)O₄ + 2Mn(+2)SO₄ + 3H₂O. - 1.0 т.

Електронен баланс: S(+4) − 2e → S(+6) | 5; Mn(+7) + 5e → Mn(+2) | 2. - 0.5 т.

2. $n(\mathrm{K_2SO_3}) = n(\mathrm{S})$ ; $\quad n(\mathrm{S}) : n(\mathrm{KMnO_4})$ = 5 : 2 - 0.5 т.

$n(\mathrm{K_2SO_3})$ = 5/2 0.1 mol/L 0.0218 L 2 = 1.09 10⁻² mol - 1.0 т.

$m(\mathrm{S})$ = 0.35 g

В $\mathrm{H_2SO_4}$ ще се разтворят CuO и $\mathrm{Fe_2O_3}$ , а неразтвореният остатък е $\mathrm{SiO_2}$ :

$\mathrm{Fe_2O_3 + 3H_2SO_4 \longrightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O}$ - 0.5 т.

$\mathrm{CuO + H_2SO_4 \longrightarrow CuSO_4 + H_2O}$ - 0.5 т.

$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 6NH_3 + 6H_2O \longrightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3(NH_4)_2SO_4}$ - 0.5 т.

$\mathrm{CuSO_4 + 4NH_3 \longrightarrow [Cu(NH_3)_4]SO_4}$ - 0.5 т.

$\mathrm{2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O}$ - 0.5 т.

$n(\mathrm{Fe}) : n(\mathrm{Fe_2O_3})$ = 2 : 1

$n(\mathrm{Fe})$ = 2 0.435 g/(159.76 g/mol) = 5.45 10⁻³ mol - 1.0 т.

$m(\mathrm{Fe})$ = 0.30 g

$\mathrm{[Cu(NH_3)_4]SO_4 + 2\,H_2SO_4 \longrightarrow CuSO_4 + 2(NH_4)_2SO_4}$ - 0.5 т.

$\mathrm{2Cu^{2+} + 4I^- \longrightarrow 2CuI\downarrow + I_2}$ - 0.5 т.

Електронен баланс: Cu²⁺ + 1e → Cu¹⁺ | 2; 2I⁻ − 2.1e → I₂⁰ | 1. - 0.5 т.

$n(\mathrm{Cu^{2+}}) = n(\mathrm{Na_2S_2O_3})$ - 0.5 т.

$n(\mathrm{Cu^{2+}})$ = 0.05 mol/L 0.0218 L 5 = 5.45 10⁻³ mol - 1.0 т.

$m(\mathrm{Cu})$ = 0.35 g

$n(\mathrm{Cu}) : n(\mathrm{Fe}) : n(\mathrm{S})$ = 5.45 10⁻³ : 5.45 10⁻³ : 1.09 10⁻² = 1 : 1 : 2 - 0.5 т.

Минералът е $\mathrm{CuFeS_2}$ - халкопирит - 1.0 т.

3. $m(\mathrm{CuFeS_2})$ = 5.45.10⁻³ mol 183.57 g/mol = 1.00 g - 0.5 т.

$w(\mathrm{CuFeS_2}) = \dfrac{1.00}{2.00}\cdot100 = 50\%$ - 0.5 т

4. 4CuFeS₂ + 13O₂ → 4CuO + 2Fe₂O₃ + 8SO₂ с надписани степени на окисление (Cu +2, Fe +2, S −2, O 0 и −2, Fe +3, S +4). - 1.5 т

Електронен баланс: Fe(+2) − 1e → Fe(+3); 2S(−2) + 2.6e → 2S(+4) | 4; 2O(0) − 2.2e → O(−2) | 13. - 1.0 т

Необходими данни (2007)

Необходими данни:

Моларни маси (g/mol): Al = 27, H = 1, Na = 23, O = 16

Дисоциационна константа на HOCl: $K_D = 3\ \mathrm{x}\ 10^{-8}\ \mathrm{mol/L}$

Константа на Фарадей: $F = 9.64\times10^{4}\ \mathrm{C}$

Примерни решения на задачите (2007)

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретичен кръг

Примерни решения на задачите

XXXIX НОХООС – 2007, експериментална задача

XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март -1 април

Експериментална задача

XXXVIII НОХООС – 2006, теоретични задачи

XXXVIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2006 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретични задачи

Необходими данни (2006)

Необходими данни

Моларни маси (g/mol): H – 1, C – 12, N – 14, O – 16, Ba – 137.33

Дисоциационни константи:

на $\mathrm{CH_3COOH}$ : $K = 1.75\mathrm{x}10^{-5}$ ;

на $\mathrm{H_3PO_4}$ : $K_1 = 7.6\mathrm{x}10^{-3}$ , $K_2 = 6.2\mathrm{x}10^{-8}$ , $K_3 = 4.2\mathrm{x}10^{-13}$

Стандартни топлини на образуване $Q^0$ (kJ/mol):

$\mathrm{Ba(OH)_{2(тв)}}$ = 941, $\mathrm{H_2O_{(т)}}$ = 285.83

Степени на електролитна дисоциация на $\mathrm{Ba(OH)_2}$

$\alpha_1$ = 100 %; $\alpha_2$ = 50 %.

Произведение на разтворимост на $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$ : $K_s = 6\mathrm{x}10^{-39}$

Универсална газова константа $R$ = 8.314 J/(mol K)

Абсолютна температура $T$ (K) = 273.15 + t (⁰C)

1 atm = 101325 Pa.

Характеристични ивици на поглъщане на някои групи

Група	Област на поглъщане, cm⁻¹
OH (алкохолна, свързана с водородна връзка)	3400-3200
C—H	3000-2800
C=O (анхидрид)	1820, 1750
C=O (естерна)	1730-1715
C=C	1680-1600
$\mathrm{C_6H_5}$	1600 и 1500
N-H	1570-1515

Примерни решения (2006)

Примерни решения и оценка на теоретични задачи от националния кръг на XXXVIII НОХООС – 2006 год.

XXXVII НОХООС – 2005, теоретични задачи

МОН, XXXVII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2005 година

Национален кръг, 25 – 27 март

Теоретични задачи

Необходими данни (2005)

Необходими данни

Универсална газова константа $R$ = 8.314 J/(mol K)

Равновесни константи:

$K_s(\mathrm{Mg(OH)_2}) = 1.8\mathrm{x}10^{-11}$

$K_s(\mathrm{Ni(OH)_2}) = 6.3\mathrm{x}10^{-18}$

$K_b(\mathrm{NH_3}) = 1.8\mathrm{x}10^{-5}$

1ppm = $1\mathrm{x}10^{-6}$ g

Характеристични ивици на поглъщане на някои групи

Група	Област на поглъщане, cm⁻¹	Група	Област на поглъщане, cm⁻¹
O-H-свързана - от алкохол - от карбоксилна група	3400-3200 3450-2500	C=O (амидна) C≡N	1700-1680 1610-1600
Алкини	3340-3270	NH₂	1640-1500
NH₃⁺	3100-2600	C₆H₅	1600 и 1500
C=O (киселина, димер)	1720-1700	(C-C) от C(CH₃)₃	1235-1255
C=O (естерна)	1730-1715	(C-C) от CH(CH₃)₂	1140-1175

XXXVII НОХООС – 2005, експериментална задача

XXXVII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2005 година

Национален кръг, 24 – 27 март

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

Примерни решения (2005)

Примерни решения и оценка на теоретични задачи от националния кръг на XXXVII НОХиООС – 2005 год.

XXXVI НОХ – 2004, теоретични задачи

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

Теоретични задачи

Полезни данни (2004)

Полезни данни

$m = M\,\dfrac{I\,t}{z\,F}$

m – маса (g) отделено вещество на катода или анода;
M – моларна маса (g/mol) на веществото;
I – големина на тока (A);
t – време на електролиза (s);
z – брой отдадени или приети електрони;
F – константа на Фарадей (F = 96500 A s mol⁻¹)

Дисоциационни константи:

на $\mathrm{H_3Cit}$ по I степен $K_{a,1}$ =7.4.10⁻⁴ mol/L, на $\mathrm{H_2CO_3}$ по II степен $K_{a,2}$ = 5.6.10⁻¹¹ mol/L, като $K_{a,2} \ll K_{a,1}$ ;

Моларни маси (g/mol):

$\mathrm{NaHCO_3}$ = 84.0, $\quad$ HCl = 36.5

Характеристични честоти на трептене на някои функционални групи

Функционална група	Област на поглъщане, cm⁻¹
–OH във $\mathrm{H_2O}$	3710
–OH полиасоцирана	3400 – 2500
$\mathrm{–CH_3}$	2960 и 2870
$\mathrm{–CH_2–}$	2925 и 2850
$\mathrm{(CH_3)_2CH–}$	1370
–C=C–	1600 и 1500
–COOH	1750 – 1700
$\mathrm{–C_6H_5}$	1600 и 1500
$\mathrm{–NH_2}$	1640 и 1500
–N=O	1680 – 1480

Примерни решения (2004)

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

Примерни решения и оценка на теоретични задачи

Освен представените решения за вярно се приема и всяко друго решение, което е логично обосновано и води до същия (цифров или фактически) резултат.

XXXVI НОХ – 2004, експериментална задача

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

XXXV НОХ – 2003, теоретични задачи

МОН, XXXV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2003 година

Национален кръг 19 – 20 април

Теоретични задачи

Таблица с области на поглъщане (2003)

Функцион. група	Област на поглъщане, cm⁻¹	Функцион. група	Област на поглъщане, cm⁻¹
$\mathrm{–NH_2}$ и >NH	3500 – 3300	$\mathrm{>C{=}N–}$	1695 – 1640
$\mathrm{=CH_2}$	3100 – 3000	$\mathrm{>C{=}N\!<}$	1670 – 1600
=CH	3300 – 3200	$\mathrm{–C_6H_5}$	~1660 и ~1500
$\mathrm{–CH_2–}$	2925 и 2850	–N=O	1680 – 1480
$\mathrm{–CH_3}$	2960 и 2870	>C=N–OH	1685 – 1650
$\mathrm{>NCH_3}$	2800 – 2700	Алкохоли и феноли	1200 – 1100
>C=O	1950 – 1600	Етери и ацетали	1200 – 1040

Примерни решения (2003)

Примерни решения и оценка на задачите от теоретичния кръг на Националния етап от Олимпиада Химия '2003

XXXV НОХ – 2003, експериментална задача

МОН, XXXV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2003 година

Национален кръг, 19 – 20 април

Експериментална задача

XXXIV НОХ – 2002, теоретичен кръг

МОН, XXXIV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2002 година

Национален етап 10-11 май

Теоретичен кръг

Изчисленията в задачите да се извършват с точност до втория знак след десетичната точка, като числата по-малки от 0.01 да се представят във вида a·10ⁿ.

Примерни решения (2002)

Примерни решения и оценка на задачите от теоретичния кръг на Националния етап от Олимпиада Химия '2002

XXXIV НОХ – 2002, експериментална задача

МОН, XXXIV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2002 година

Национален кръг, 10-12 май

Експериментална задача

XXXIII НОХ – 2001, теоретичен кръг

МОН, XXXIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ, 2001 година

Национален етап, 4-7 май

Теоретичен кръг

XXXIII НОХ – 2001, експериментален кръг

МОН, XXXIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ, 2001 година

Национален етап, 4-7 май

Експериментален кръг

XXXII НОХ – 2000, теоретичен кръг

МОН, XXXII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ 2000 година

Републикански етап, 5-8 май, 2000г., гр.Бургас

ТЕОРЕТИЧЕН КРЪГ

Примерни решения (2000)

ПРИМЕРНИ РЕШЕНИЯ И ОЦЕНКА НА ЗАДАЧИТЕ ОТ ТЕОРЕТИЧНИЯ КРЪГ

(Олимпиада ХИМИЯ '2000, 5-8 май, гр.Бургас)

XXXII НОХ – 2000, експериментална задача

МОН, XXXII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ 2000 година

Републикански етап, 5-8 май, гр.Бургас

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

Оригинал в Архива: Olimpiadi 2000-2007.PDF