I городской/районный этап Всероссийской олимпиады школьников г. Владивосток -9 класс-2000/2001 учебный год

1.
Даны газы: азот, хлороводород, водород, аммиак, хлор, угарный газ, сероводород, угле-кислый газ, оксид азота(IV), кислород.

Выберите вещества:
1) простые;
2) оксиды;
3) окрашенные;
4) с характерным запахом;
5) ядовитые.

2.

Массовые доли кислорода и кремния в земной коре соответственно равны 0.470 и 0.295.

Во сколько раз в земной коре атомов кислорода больше, чем атомов кремния?
3.
В вашем распоряжении имеются склянки без этикеток с растворами бромида цинка и гидроксида натрия и две пробирки.

Не используя дополнительных реактивов, распознайте эти вещества. Запишите уравне-ния проходящих реакций.

4.
При пропускании избытка сероводорода через раствор, содержащий 0,8 г некоторой соли серной кислоты, выпало 0,48 г осадка.

Определите, соль какого металла содержалась в исходном растворе.


Решение:

1.1) Простые вещества: N2, O2, H2, Cl2.
2) Оксиды: CO, CO2, NO2.
3) Окрашенные газы: Cl2, NO2.
4) Газы с характерным запахом: Cl2, NO2, NH3, H2S, HCl.
5) Ядовитые газы: Cl2, NO2, CO, HCl, H2S (NH3 в больших концентрациях).


2.Ответ: Число атомов O в 2,8 раза больше числа атомов Si в земной коре.

Пусть m — масса земной коры, тогда 0,47m — масса O, 0,295m — масса Si.

Находим количества элементов по формуле: n = m/M,

n(O) = 0,47m/16.
n(Si) = 0,295m/28.

Известно, что в разных количествах элементов содержится одинаковое число атомов N(O) : N(Si) = n(O) : n(Si), находим соотношение числа моль атомов кислорода и кремния в земной коре:

N(O) : N(Si) = (0,47m/16) : (0,295m/28),
N(O) : N(Si) = 0,0294 / 0,0105, N(O) : N(Si) = 2,8 : 1


3.Для определения растворов необходимо к небольшому количеству одного из раство-ров (раствор I) медленно прилить избыток второго раствора (раствор II).

Если при этом происходит выпадение студенистого осадка, то щелочь в недостатке.

Значит раствор I — раствор NaOH, а раствор II — раствор ZnBr2.

ZnBr2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + 2NaBr

Если же первоначально выпавший осадок сразу же исчезает, то в избытке находится щелочь. Значит раствор I — раствор ZnBr2, а раствор II — раствор NaOH.

Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]


4.Ответ: Металл — медь. Соль — CuSO4.

Обозначим соль серной кислоты как Me2(SO4)n, где n — валентность металла Me.

Me2(SO4)n + nH2S = nH2SO4 + Me2Sn↓

Пусть x — относительная атомная масса металла Me, тогда
M(Me2(SO4)n) = 2x + 96n
M(Me2(SO4)n) = (2x + 96n) г/моль,
M(Me2Sn) = 2x + 32n
M(Me2Sn) = (2x + 32n) г/моль,
n(Me2(SO4)n) = 0,8/(2x + 96n),
n(Me2Sn) = 0,48/(2x + 32n),
а по уравнению реакции n(Me2(SO4)n) = n(Me2Sn) составим уравнение:
0,8/(2x + 96n) = 0,48/(2x + 32n),
решая которое, получаем х = 32n.

Подставляя значения валентности (n), рассчитываем Ar(Me), то есть х:

при n = 1 Ar(Me) = 32, металла с такой атомной массой нет;
при n = 2 Ar(Me) = 64, подходит медь Cu;
при n = 3 Ar(Me) = 96, металла с такой атомной массой нет;
другие значения валентности не подходят.