ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР
ДЕВЯТЫЙ КЛАСС
Задача 9-1.
Соль А, используемая в качестве средства для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта, представляет собой, белый кристаллический порошок не растворимый в воде и кислотах. Помещённая в кварцевую трубку и нагретая до 1000 'С в токе водорода, соль А превращается в соль В, взаимодействие которой с водой приводит к выделению неприятно пахнущего вещества С и образованию в растворе двух соединений О и Е. При длительном стоянии на воздухе этот раствор мутнеет вследствие выпадения в осадок соли F При нагревании выше 1450'С соль F разлагается с выделением бесцветного газа G не имеющего запаха и образованием белого твёрдого вещества К, которое под действием воды превращается в соединение K. В реакции F c соляной кислотой образуется раствор соли Н и выделяется газ С. Соль Н токсична при приёме внутрь, однако широко используется в аналитической химии как реагент для качественного определения одного из анионов. Доказательством наличия последнего в растворе является образование осадка соли А.
Вопросы..
1. Установите формулу неизвестной соли и других зашифрованных соединений.
2. Напишите уравнения всех реакций, упомянутых в условии задачи.
3. С какой целью соль А добавляют в детский конструктор LEGO и бумагу для банкнот?
4. Каким способом соединение А можно перевести в раствор?
Задача 9-2.
Чрезвычайно ядовитая соль калия Х, используемая в золотодобывающей промышленности, реагирует с хлором на свету (реакция 1). При этом образуется ядовитый газ А (m(N) = 22,764%) с отвратительным запахом. Этот газ может быть полностью поглощён раствором едкого натра (реакция 2). При осторожном упаривании полученного раствора образуется твёрдый остаток, состоящий из двух солей В и С и содержащий 11,336 % азота по массе. Соль В — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Эти кристаллы широко распространены в природе в виде минерала М в соляных отложениях некоторых озёр (минерал М и соль В имеют одинаковый качественный и количественный состав). Соль С является кислородосодержащей, а при её термолизе (700'С) образуется смесь твёрдых солей K (подобна соли Х) и D, а также смесь
двух газов G и Е (реакции 3). Известно, что оба газа легче воздуха и не поддерживают
горение.
Вопросы.
1. Определите соль Х и соединения А — С. Ответ подтвердите расчётами.
2. Напишите уравнения проведенных реакций (1 — 3).
3. Предположите, каким образом соль Х может быть использована в золотодобывающей
промышленности. Напишите уравнение реакции.
4. Предложите ещё 2 реагента, переводящие золото в раствор. Напишите уравнения
реакций.
5. Какие степени окисления наиболее характерны для золота? Ука>ките примеры трех
соединений для каждой положительной степени окисления,
6. Приведите название минерала М.
Задача 9-3.
Для защиты плодово-ягодных культур от болезней в садоводческой практике широко применяется так называемая бордоская жидкость. Опрыскивание данным препаратом помогает, например, при плодовой и серой гнили. В качестве исходных веществ для приготовления бордоской жидкости используются А и 8. В руководстве по садоводству приведена следующая методика (для удобства количества реагентов изменены): «В одной небольшой деревянной или глиняной посуде растворяют в горячей воде 10,0 г А и доливают до 500 мл. В другой разводят 3,0 г В и также доливают до 500 мл воды. Раствор В процеживают через редкую ткань в другую посуду. Затем в раствор В медленной струёй подливают раствор А и размешивают.» По данной методике получается жидкость ярко-голубой окраски. Эквимолярное соотношение реагентов должно выполняться с достаточной степенью точности, т. к. избыток А может дать о>коги на листьях. Из-за этой причины его содержание необходимо контролировать с помощью какого-либо нержавого металлического предмета (гвоздя, ножа и т. п.).
Центрифугированием полученной жидкости выделяют осадок, частично растворимый в разбавленных кислотах (даже в уксусной) без газовыделения и прокаливают его для удаления влаги. Масса полученного остатка тёмно-серого цвета составила 8,7 г.
Дополнительно известно, что прозрачный раствор, оставшийся после отделения осадка, обладает очень низкой удельной электропроводностью.
Вопросы.
1. Определите неизвестные вещества А и В. Подтвердите ваше предположение о составе
бордоской жидкости расчетом.
2. Напишите уравнения реакций, протекающих при получении бордоской жидкости и
прокаливании осадка.
3. Что происходит с железным гвоздём при опускании в бордоскую жидкость,
содержащую избыток А? Напишите уравнение реакции.
4.Напишите схему регенерации А и В из бордоской жидкости в три-четыре стадии.
Большее число стадий оценивается меньшим числом баллов.
Задача 9-4.
Бесцветная жидкость (Т„, = — 112'С, Т,„„= 46'С) сгорает голубым пламенем в избытке кислорода, образуя смесь газов,.плотность которой почти вдвое больше плотности воздуха. Полученная смесь полностью поглощается водным раствором щёлочи. При поглощении продуктов сгорания водным раствором пероксида водорода объём смеси уменьшается в три раза, причём оставшийся газ имеет плотность приблизительно в полтора раза больше плотности воздуха.
Вопросы.
1. Определите состав жидкости, предложите химическое название соединения.
2.Напишите уравнения реакций получения, горения жидкости, реакции поглощения
продуктов горения раствором щелочи и пероксидом водорода.
3. Для аналогов элементов, входящих в состав жидкости, напишите формулы химических
соединений, образованных элементами, находящимися ниже в соответствующих группах.
Предскажите их свойства (в первую очередь агрегатное состояние). Приведите 2 примера.
Задача 9-5.
Оптимальное топливо
В вашем распоряжении имеются три вида топлива: газообразный водород под
давлением 10 атм и при температуре 25 'С (стоимость 25 у. е. за кубометр), газообразный
метан при тех же условиях (стоимость 5 у. е. за кубометр) и уголь (стоимость 3 у. е. за
килограмм), представляющий собой чистый графит.
Вопросы.
1. Запишите уравнения сгорания каждого из веществ и рассчитайте тепловой эффект.
2. Определите, какой из видов топлива даёт наибольшую энергию при сгорании:
а) на единицу объёма;
б) на единицу массы;
в) на одну у. е. стоимости.
Справочные данные.
а) Теплоты образования g (кДж/моль):
СН4 74,8
С02 393,5
Н2О(ж) 285,8
б) Плотность графита: 2,27 г/см~.
