Задание 2

При сливании растворов AlCl₃ и NaOH первоначально образуется осадок:

AlCl₃ + 3NaOH  Al(OH)₃↓ + 3NaCl. (1)

Проведем расчет по уравнению (1).

n(AlCl₃)=25·0,08/133,5=0,015 моль;

n(NaOH)=25·0,08/40=0,05 моль. AlCl₃ находится в недостатке. По реакции (1) расходуется 0,015·3=0,045 моль NaOH и образуется 0,015 моль Al(OH)₃. Избыток NaOH в количестве 0,05-0,045=0,005 моль растворяет 0,005 моль Al(OH)₃ по уравнению:

Al(OH)₃ + NaOH  Na[Al(OH)₄] (2)

Таким образом, в осадке остается 0,015-0,005=0,01 моль Al(OH)₃. При прокаливании этого осадка в результате реакции

2Al(OH)₃  Al₂O₃ + 3H₂O (3)

образуется 0,01/2=0,005 моль Al₂O₃ массой 0,005·102=0,51 г.

Задание 3

Простейшая формула соединения может быть представлена в виде S_X(NO₂H₄)_Y. Отношение стехиометрических индексов X:Y равно отношению числа молей серы (S) к числу молей ( NO₂H₄).

(S) = m(S)/M(S)=0,2424/32=0,00757.

( NO₂H₄) =

= m(NO₂H₄)/M(NO₂H₄)=(1-0,2424)/(14+216+41)=0,015152.

X:Y=0,00757: 0,015152=1:2.

Тогда формула соли S(NO₂H₄)₂ или (NH₄)₂SO₄.

Задание 4

6CО₂ + 6H₂O ^{хролофилл} C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Количество углекислого газа n(CО₂)=50г/44(г/моль)=1,14моль. При этом выделяется n(О₂) = n(CО₂) = 1,14моль кислорода, объем которого при нормальных условиях равен V(O₂) =1,14моль22,4л/моль=25,46л.

Олимпиада «Будущие исследователи – будущее науки». Отборочный тур.

Химия, 10 класс

1. В один стакан поместили 100г раствора вещества А, в другой - такую же массу вещества Б. Через каждый из этих растворов пропустили по 1 л хлора, измеренного при нормальном давлении и температуре 20С. Полученные растворы выпарили и установили, что в обоих случаях образовался кристаллогидрат одного и того же состава (гексагидрат). Затем к одинаковым массам исходных растворов прилили избыток аммиака, образующиеся осадки отфильтровали и прокалили; массы полученных твердых осадков отличались в два раза. Напишите уравнения протекающих химических реакций, определите формулы солей А и Б, вычислите массы гексагидрата, полученного из каждого раствора в первом опыте. При решении учтите, что вещества А и Б являются солями алюминия, массовая доля этих солей в растворе равна 0,05.

2. Сколько тонн олеиновой кислоты необходимо для получения 1 тонны маргарина (глицерид стеариновой кислоты), если известно, что выход составляет 80% от теоретического. Напишите уравнения реакций, укажите условия их протекания, назовите продукты реакций.

3. Проведен электролиз 218,5мл 10% раствора поваренной соли плотностью 1,071г/мл с использованием двух латунных электродов массой 72г каждого. Содержание цинка в электроде 38%, меди – 62% по массе. По окончании электролиза масса электролизера уменьшилась на 0,2г. Рассчитайте массовые доли веществ в растворе и в аноде по окончании процесса.

4 . Используя представление о гибридизации орбиталей, укажите тип гибридизации атомов, пространственное расположение связей и строение следующих молекул: Н₂О, NH₃, SO₂.

Решение

Задание 1

Из условия, что при пропускании хлора образуется одна и та же соль, следует, что речь идет о галогенидах алюминия.

AlX₃ + 3NH₃ + 3H₂O  Al(OH)₃ + 3NH₄X

AlY₃ + 3NH₃ + 3H₂O  Al(OH)₃ + 3NH₄Y

2Al(OH)₃  Al₂O₃ + 3H₂O

Массы твердых остатков Al₂O₃ отличаются в два раза, следовательно, количества их также отличаются в 2 раза, а массы одинаковы, поэтому молярные массы галогенидов также отличаются в 2 раза. Простым перебором по трем галогенидам (за исключением фторида, нерастворимого в воде) убеждаемся, что это хлорид и бромид:

M(AlBr₃)/M(AlCl₃)=267/133,5=2.

Теперь рассчитаем массы кристаллогидрата. В обоих случаях образуется AlCl₃·6Н₂О. В первом случае

2AlBr₃ + 3Cl₂  2AlCl₃ +3Br₂

AlCl₃ + 6H₂O  AlCl₃·6H₂O

Рассчитаем количества AlBr₃ и Cl₂ , а затем выясним, какое вещество было в недостатке.

n(AlBr₃)=m(AlBr₃)/M(AlBr₃)=m_р-ра( AlBr₃)/M(AlBr₃)=5/267=0,019 моль,

n(Cl₂)=PV/(RT)=101,310³Па·1·10^-3м³/[8,314Дж/(моль·К)·293К]=0,042 моль.

Для взаимодействия 0,019 моль AlBr₃ необходимо [0,0193/2]=0,0285 моль Cl₂, что гораздо меньше того количества, которое пропустили через раствор. Следовательно, Cl₂ был взят в избытке, а AlBr₃ - в недостатке.

n(AlCl₃·6H₂O)=0,019 моль; m(AlCl₃·6H₂O)=0,019·241,5=4,6г.

Во втором случае количество хлорида в два раза больше, чем количество бромида, поэтому масса кристаллогидрата также в два раза больше.

AlCl₃ + 6H₂O  AlCl₃·6H₂O

n(AlCl₃·6H₂O)=2·0,019=0,038 моль; m(AlCl₃·6H₂O)=2·4,6=9,2г.

Ответ: А - AlCl₃; Б - AlBr₃ ; 4,6 г и 9,2 г AlCl₃·6H₂O.