Задание №170179: Химические реакции

2 Суммарное уравнение: Ag O + Zn + H O → 2Ag + Zn(OH) 2 2 2 Ответ: X – AgNO , Y – Ag O. 3 2 Решения заданий заключительного этапа олимпиады «Ломоносов» по химии. 10 класс Задача 1. (6 баллов) Уравнение возможной реакции: Ca(HCO ) + Ba(OH) → CaCO ↓ + BaCO ↓ + 2H O. 3 2 2 3 3 2 Полное ионное уравнение: Ca2+ + 2HCO – + Ba2+ + 2OH– → CaCO ↓ + BaCO ↓ + 2H O. 3 3 3 2 Сокращенное ионное уравнение имеет такой же вид. Задача 2. (8 баллов) Период полураспада  связан с постоянной распада λ следующим 1/2 соотношением: 𝜏 = ln2 / 𝜆. Постоянная распада λ не зависит ни от температуры, ни от 1/2 давления, ни от химического окружения, ни от каких-либо других внешних факторов. Следовательно, то же самое справедливо и для 1 / 2  . Тогда в образовавшемся соединении период полураспада изотопа меди 1 / 2  = 61.8 ч. Взаимодействие в кислотой: 𝑡 67Cu + 2H SO (конц) → 67CuSO + SO ↑ + 2H O. 2 4 4 2 2 Уравнение распада: 67Сu → 67Zn + 0𝑒. 29 30 −1 Задача 3. (10 баллов) Если сосуды одинаковые, у них одинаковая собственная масса и объем. Массы газов тоже совпадают, поскольку весы – в равновесии. Из уравнения Клапейрона-Менделеева: 𝑝𝑉𝑀 𝑚 = . 𝑅𝑇 Запишем условие равенства масс двух газов: 𝑝 𝑉𝑀 𝑝 𝑉𝑀 1 1 = 2 2; 𝑅𝑇 𝑅𝑇 p M = p M ; 1 1 2 2 101.3 · 40 = 144.7 · M(A) 101.3∙40 M(A) = = 28 (г/моль). 144.7 Молярную массу 28 г/моль имеют несколько газов – СО, N , C H . Из них голубым 2 2 4 пламенем горит угарный газ СО. Ответ: СО. Задача 4. (16 баллов) Уравнения реакций окисления спиртов: 𝑡 C H OH + CuO → C H O + Cu + H O n 2n+1 n 2n 2 𝑡 C H OH + CuO → C H O + Cu + H O n+1 2n+3 n+1 2n+2 2 Пусть более лёгкого спирта было х моль, а более тяжёлого – у моль, тогда общее количество полученной меди составляет ν(Cu) = 25.6 / 64 = 0.4 моль, х + у = 0.4. Массовая доля углерода в смеси спиртов: 0.6327 = (12nx + (12n + 12)y) / ((14n + 18)x + (14n + 32)y). Упрощая выражение, получаем 5nx – 18x = 13y – 5ny или x(5n – 18) = y(13 – 5n). Ясно, что х и у – положительные числа, а n должно быть целым положительны числом. Единственное значение n, удовлетворяющее этим условиям, это 3. Или, подставляя у = 0.4 – х, можно составить неравенство x(5n – 18) = (0.4 – x)(13 – 5n), 0 < x < 0.4, откуда 2.6 < n < 3.6, в данном интервале единственное целое значение n равно 3. Следовательно, исходная смесь состояла из пропанола-1 и бутанола-1: 𝑡 CH CH CH OH + CuO → CH CH CHO + Cu + H O, 3 2 2 3 2 2 𝑡 CH CH CH CH OH + CuO → CH CH CH CHO + Cu + H O. 3 2 2 2 3 2 2 2 Массовые доли спиртов в исходной смеси можно найти при помощи системы уравнений х + у = 0.4 { 0.6327 = (36𝑥 + 48𝑦)/ (60𝑥 + 74𝑦) откуда х = 0.15 и у = 0.25. Массовые доли спиртов: ω(пропанола-1) = 0.15 · 60 / (0.15 · 60 + 0.25 · 74) = 0.327 (или 32.7%), ω(бутанола-1) = 0.25 · 74 / (0.15 · 60 + 0.25 · 74) = 0.673 (или 67.3%). Ответ: 32.7% пропанола-1, 67.3% бутанола-1. Задача 5. (16 баллов) В растворе происходит гидролиз карбоната (учитываем только первую ступень): CO 2– + H O ⇄ HCO – + OH–. 3 2 3 Константа равновесия гидролиза равна: [HCO−]⋅[OH−] [OH−]2 𝐾 = 3 = , [CO2−] с−[OH−]