Олимпиадные задачи

[Molfar]

мда, а ларчик просто открывался...

Спасибо, господа!

[OperKot]

Всегда рад помочь)) Удачи с олимпиадой. Или это просто так для интереса и олимпиада уже была?)

[Molfar]

для интереса, я все равно ее уже перерос)

[M_GM]

19 июля начинается 42-я Международная олимпиада школьников по химии (Токио)

 

Состав команды России на МХО-2010:

 

Кирилл Суховерков - Барнаул, гимназия № 22

Даниил Хохлов - Санкт-Петербург, школа № 167

Александр Кочнев - Заречный (Пензенская обл.), лицей № 230

Максим Козлов - Димитровград (Ульяновская обл.), городская гимназия

 

Сайт олимпиады (англ/яп)

[ХимИ]

Помогит, пожалуйста, разобраться с решением.

 

Вещество Х может быть получено путем сплавления металла А с желтым простым веществом Б и любым из веществ В (простое вещество), Г, Д или Е. Количество реагентов, необходимые для синтеза 81,5 г вещества Х, даны в таблице:

 

Третий компонент синтеза вещества Х,г: Расход А,г: Расход Б,г: Расход третьего компонента,г:

В_______________________________________61,2________12,8__________________7,5

Г_______________________________________61,2_________9,6_________________10,7

Д_______________________________________61,2_________8,0_________________12,3

Е_______________________________________61,2_________4,8_________________15,5

 

Определите вещества Х, А, Б, В, Г, Д, Е.

 

Решение:

Я предполагаю, что вещество Б - сера, т.к. это простое желтое вещество.

 

Составляю все реакции:

 

А+S+В=Х; n(S)=0.4 моль

А+S+Г=Х; n(S)=0.3 моль

А+S+Д=Х; n(S)=0.25 моль

А+S+Е=Х; n(S)=0.15 моль

 

Только мне вот не понятно ... как можно синтезировать одно и тоже вещество 4 раза в нашем случаем ...

Можно предположить, что синтез органического соединения , но В - простое вещество ... я не знаю, что может получиться.

[plick]

Помогит, пожалуйста, разобраться с решением.

 

Вещество Х может быть получено путем сплавления металла А с желтым простым веществом Б и любым из веществ В (простое вещество), Г, Д или Е. Количество реагентов, необходимые для синтеза 81,5 г вещества Х, даны в таблице:

 

Третий компонент синтеза вещества Х,г: Расход А,г: Расход Б,г: Расход третьего компонента,г:

В_______________________________________61,2________12,8__________________7,5

Г_______________________________________61,2_________9,6_________________10,7

Д_______________________________________61,2_________8,0_________________12,3

Е_______________________________________61,2_________4,8_________________15,5

 

Определите вещества Х, А, Б, В, Г, Д, Е.

 

Решение:

Я предполагаю, что вещество Б - сера, т.к. это простое желтое вещество.

 

Составляю все реакции:

 

А+S+В=Х; n(S)=0.4 моль

А+S+Г=Х; n(S)=0.3 моль

А+S+Д=Х; n(S)=0.25 моль

А+S+Е=Х; n(S)=0.15 моль

 

Только мне вот не понятно ... как можно синтезировать одно и тоже вещество 4 раза в нашем случаем ...

Можно предположить, что синтез органического соединения , но В - простое вещество ... я не знаю, что может получиться.

 

Навскидку, не проводя расчетов

Zn + S = ZnS

ZnS + 2O₂ = ZnSO₄

ZnS + 4H₂SO₄ = ZnSO₄ + 4SO₂ + 4H₂O

ZnS + 8HNO₃ = ZnSO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

ну а четвертая реакция + еще какой-либо сильный окислитель, допустим KMnO₄ или KClO₃

Повторюсь, это навскидку, не считая по числу моль.

[M_GM]

С некоторыми расчетами:

3Tl + 4S + As = Tl₃AsS₄ (тиоарсенат таллия)

12Tl + 12S + As₄S₄ = 4Tl₃AsS₄

6Tl + 5S + As₂S₃ = 2Tl₃AsS₄

6Tl + 3S + As₂S₅ = 2Tl₃AsS₄

[ХимИ]

Навскидку, не проводя расчетов

Zn + S = ZnS

ZnS + 2O₂ = ZnSO₄

ZnS + 4H₂SO₄ = ZnSO₄ + 4SO₂ + 4H₂O

ZnS + 8HNO₃ = ZnSO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

ну а четвертая реакция + еще какой-либо сильный окислитель, допустим KMnO₄ или KClO₃

Повторюсь, это навскидку, не считая по числу моль.

 

Спасибо.

 

С некоторыми расчетами:

3Tl + 4S + As = Tl₃AsS₄ (тиоарсенат таллия)

12Tl + 12S + As₄S₄ = 4Tl₃AsS₄

6Tl + 5S + As₂S₃ = 2Tl₃AsS₄

6Tl + 3S + As₂S₅ = 2Tl₃AsS₄

 

Спасибо. Но мне не ответ нужен. Я хочу понять. Помогите, пожалуйста. Вы делали подбором ? или высчитывали ?

[plick]

Спасибо.

 

Лично я не подбирал, а основывался на свойствах сульфидов некоторых металлов, взял цинк, как наиболее рапространненный элемент в подобных задачах

[M_GM]

Спасибо. Но мне не ответ нужен. Я хочу понять. Помогите, пожалуйста. Вы делали подбором ? или высчитывали ?

Задача явно олимпиадная, а в решении подобных задач многое решает догадка, которая затем проверяется расчетом. Ну а догадка основывается на каких то знаниях. В данном случае на знании того, что для серы характерно образование тио-солей: тиосульфатов, тиокарбонатов, тиофосфатов и т.п.

Отсюда предположение, что В - это некоторый неметалл, которому соответствует тиокислота.

Далее анализируем второй и третий столбик вашей таблицы. Видно, что насколько убывает масса серы во второй колонке, во столько возрастает масса в колонке три. Учитывая, что при этом получается одно и тоже количество вещества Х, делаем вывод, что третий компонент это соединение неметалла B с серой, т.е сульфид неметалла, в котором он проявляет разную степень окисления.

Дальше можно применить закон эквивалентов. Так в последней строчке на 7,5 г B в сульфиде приходится 8 г серы. Учитывая, что сера в сульфиде двухвалентна ее эквивалентная масса равна 16. Тогда эквивалентная масса неметалла будет по формуле

Э(В) / Э(S) = 7,5/8 равна 15.

Атомная масса находится из соотношения Ar = Э*валентность. Пробегая по лесенке валентностей натыкаемся при валентности пять на мышьяк. Таким образом, вещество в последней строчке As₂S₅

Проверяя себя по предпоследней строчке находим, что эквивалентная масса В в этом случае равна 25, что тоже отвечает мышьяку при валентности 3 - As2S3

И, наконец, вторая строчка дает Э=37,5 что отвечает соединению AsS. Это кажется странным, как это, двухвалентный мышьяк? Но, вспоминая, что в химии возможно все, и порывшись в книжках, убеждаемся, что есть такое соединение "реальгар" As₄S₄, которое можно считать сульфидом мышьяка(II).

Таким образом неметалл определен, осталось определить металл А. Поскольку, судя по второй строчке, на 1 моль мышьяка в тиосоли приходится 4 моль серы, имеем дело с солью тиомышьяковой кислоты H₃AsS₄, причем на 1 моль мышьяка в этой соли приходится 612 г металла. Учитывая трехосновность кислоты, эквивалентная масса металла будет равна 204, что с учетом Ar = Э*валентность, возможно лишь для одновалентного металла с А=204 - таллий.

Вот, как то так. Удачи!