Задание №177655: Турнир Ломоносова 2012
4. (9–10) Студент провёл качественный анализ пяти прозрачных вод ных растворов на катионы и анионы и определил, что растворы содержат следующие ионы (в количествах, существенно превышающих «фоновое» содержание этих ионов в использованной для приготовления растворов дистиллированной воде): № раствора обнаруженные ионы 1 Cu2+, Na+, H+, NO−3 2 Cu2+, Na+, OH−, NO−3 3 Cu2+, Ba2+, H+, SO2 4− 4 Cu2+, Ba2+, Cl− 5 Al3+, Na+, Cl−, CO2 3− 57 Заглянув в полученные результаты, его друг сразу обнаружил ошибки и посоветовал повторить анализ. Почему он сделал такой вывод? Про какие из пяти растворов можно утверждать, что они проанализированы неверно? Ответ объясните.
Что проверяет это задание
Задание относится к теме «Турнир Ломоносова 2012» и рассчитано на уровень 9 класса. Для решения понадобятся:
- составление уравнений реакций
- расчёты по формулам
- анализ свойств веществ
Источник: Турнир имени М. В. Ломоносова — официальный архив · 2012
Качество материала
Показываем, из чего состоит страница и можно ли проверить материал по первоисточнику.
Последняя проверка решения:
Происхождение задания
- Банк заданий
- Турнир имени М. В. Ломоносова — официальный архив
- Организатор
- Редакция «Я сам решу»
- Год материала
- 2012
- Материалы
- 1 файл
Связанные понятия
План самостоятельного решения
- Перепишите известные данные и отдельно сформулируйте, что требуется найти или доказать.
- Свяжите условие с темой «Турнир Ломоносова 2012» и выберите подходящее правило, формулу или способ рассуждения.
- Запишите промежуточные шаги: это помогает заметить потерянный знак, случай или логический переход.
- Сверьте результат со всеми ограничениями условия и только затем откройте подробный разбор.
Ориентировочное время: 15 минут.
Закрепить тему
После разбора попробуйте решить ещё десять заданий по предмету «Химия». Вариант формируется заново, а ответы можно сразу проверить.
Решение по шагам
Задача 4. Поскольку водные растворы прозрачны, это означает, что в
них не должно образовываться никакого осадка.
Но во втором растворе обнаружены одновременно ионы Cu2+ и OH−,
а они образуют Cu(OH) , который выпадает в осадок.
2
60
Аналогично, в третьем растворе ионы Ba2+ и SO2 4− образуют нерас
творимый BaSO .
4
В пятом растворе сосуществуют Al3+ и CO2 3−; в таблице раствори
мости указано, что карбонат алюминия, который мог бы получиться
при соединении этих ионов, не существует. Это связано с тем, что как
ионы алюминия, так и карбонат-ионы в водных растворах могут гид
ролизоваться, причём области их устойчивого существования не пере
крываются, поэтому существовать одновременно они не могут. В пятом
растворе должен выпасть осадок гидроксида алюминия.
Таким образом, в растворах № 2, 3 и 5 выпадают осадки, и эти
растворы не могут быть прозрачными. Следовательно, они проанали
зированы ошибочно.
Некоторые участники писали, что ион меди имеет синюю окраску,
и поэтому раствор не может быть прозрачным. Это неверно. В этом
случае раствор не может оставаться бесцветным, но вполне может быть
прозрачным (вспомните хотя бы о существовании прозрачного цветного
стекла).
Кроме того, участники часто писали, что в растворах нарушена элек
тронейтральность, так как не совпадает количество катионов и анионов.
Это тоже неверно. Был проведён только качественный анализ, поэтому
мы не знаем количеств ионов в растворах. Электронейтральность обес
печивается одинаковыми суммарными концентрациями положительно
и отрицательно заряженных ионов, но не равным числом их видов.
Самопроверка после решения
- Я использовал все данные из условия и не добавил неподтверждённых предположений.
- Каждый переход в рассуждении объяснён правилом, формулой или ранее доказанным фактом.
- Ответ соответствует вопросу, а обозначения и единицы измерения записаны однозначно.
- Я сравнил свой ход решения с разбором и понял причину каждого отличия.
Типичные ошибки
- Пропустить часть условия.
- Сделать вывод без проверки промежуточного шага.
- Записать только ответ без объяснения.