Я САМЯ сам решу
ОлимпиадаХимияТурнир Ломоносова 2009Олимпиадный

Задание №177529: Турнир Ломоносова 2009

Условие

8. (10–11) Причиной трагедий в угольных шахтах чаще всего явля ются взрывы смесей метана с воздухом, в которых объёмная доля метана составляет 5–15%. Представляет ли опасность смесь с плотно стью 1,225 г/л? (н.у.). При расчёте молярную массу воздуха считать равной 29,0. Почему взрывоопасны смеси именно такого состава? Предложите объяснение.

📎 turlom2009-book.pdf

Что проверяет это задание

Задание относится к теме «Турнир Ломоносова 2009» и рассчитано на уровень 10 класса. Для решения понадобятся:

  • составление уравнений реакций
  • расчёты по формулам
  • анализ свойств веществ

Источник: Турнир имени М. В. Ломоносова — официальный архив · 2009

Качество материала

Показываем, из чего состоит страница и можно ли проверить материал по первоисточнику.

Условиеполное
Первоисточникуказан
Подробное решениеопубликовано
Проверка дублейосновная версия

Последняя проверка решения:

Происхождение задания

Банк заданий
Турнир имени М. В. Ломоносова — официальный архив
Организатор
Редакция «Я сам решу»
Год материала
2009
Материалы
1 файл
Открыть официальный архив ↗

Связанные понятия

ХимияТурнир Ломоносова 2009Турнир Ломоносова 2009 · тип 8составление уравнений реакцийрасчёты по формулам

План самостоятельного решения

  1. Перепишите известные данные и отдельно сформулируйте, что требуется найти или доказать.
  2. Свяжите условие с темой «Турнир Ломоносова 2009» и выберите подходящее правило, формулу или способ рассуждения.
  3. Запишите промежуточные шаги: это помогает заметить потерянный знак, случай или логический переход.
  4. 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.

Собрать тренировочный вариант → Все задания по теме

Подробный разбор

Решение по шагам

ООфициальный разбор · ВсОШПроверено

6. (9–10) Чтобы понять сущность процессов превращения минералов,
часто бывает удобно (хотя и не всегда обоснованно) представить их фор
мулы в виде сочетания оксидов (например, CaO CO2 вместо CaCO3,
·
FeO Fe2O3 вместо Fe3O4). Выразите в таком виде, более привычном
·
для химика, следующие превращения.
Переход данбурита в датолит на границе с известняком:
CaB2Si2O8 + Ca(OH) 2 = 2CaB(OH)SiO4
Превращение волластонита, магнетита и кварца в геденбергит и
андрадит:
4CaSiO3 + Fe3O4 + SiO2 = CaFeSi2O6 + Ca3Fe2Si3O12
8Можно было провести перебор более рационально, заметив, что если степень
окисления элемента в оксиде равна 𝑛, то массовая доля кислорода в этом оксиде
составляет
16𝑛 𝑥 16 1−0,5634
= 0,5634, откуда = · ≈ 6,19950... ≈ 6,2.
16𝑛+2𝑥 𝑛 2 0,5634
69

Решение. Первая реакция
CaB2Si2O8 + Ca(OH) 2 = 2CaB(OH)SiO4

Прежде всего можно записать гидроксид кальция в виде CaO H2O.
·
Реакция выглядит так9:
CaO B2O3 2SiO2 + CaO H2O = (2CaO B2O3 2SiO2 H2O)
· · · · · ·
Данбурит представляет собой боросиликат кальция, он содержит
только одну молекулу основного оксида и избыточное количество
кислотных оксидов. Можно условно считать его солью, содержащей
дополнительное количество кислотного оксида. Датолит уже содержит
больше CaO, но кислотный оксид по прежнему в избытке:
(2CaO B2O3 2SiO2 H2O) = (2СaSiO3 B2O3 H2O)
· · · · ·
Вторая реакция:
4CaSiO3 + Fe3O4 + SiO2 = CaFeSi2O6 + Ca3Fe2Si3O12
Исходное вещество — силикат кальция CaSiO3 — состоит из равного
количества молекул основного и кислотного оксида: CaO SiO2.
·
Второе исходное вещество Fe3O4 представляет собой смешанный
оксид железа, содержащий атомы железо как в степени окисления +2,
так и +3 — Fe2O3 FeO.
·
Железо(II) попадает в один из продуктов реакции:
CaFeSi2O6 = CaO FeO 2SiO2
· ·
В этом случае кислотные и основные оксиды присутствуют в
стехиометрическом отношении, то есть геденбергит — двойная соль
CaSiO3 FeSiO3.
·
Атом железа Fe(III) попадает во второй продукт:
Ca3Fe2Si3O12 = (3CaO Fe2O3 3SiO2 )
· ·
Вся реакция:
4(CaO SiO2 ) + Fe2O3 FeO + SiO2 =
· ·
= CaO FeO 2SiO2 + (3CaO Fe2O3 3SiO2 )
· · · ·
9Формула (2CaO·B2O3 ·2SiO2 ·H2O) заключена в скобки с целью избежать оши
бочного понимания первой цифры «2» как коэффициента в уравнении реакции, а
не как составной части формулы. Далее используются аналогичные обозначения.
70

Используемые формулы

  • CaB2Si2O8 + Ca(OH) 2 = 2CaB(OH)SiO4
  • 4CaSiO3 + Fe3O4 + SiO2 = CaFeSi2O6 + Ca3Fe2Si3O12
  • = 0,5634, откуда = · ≈ 6,19950...
  • CaO B2O3 2SiO2 + CaO H2O = (2CaO B2O3 2SiO2 H2O)
  • (2CaO B2O3 2SiO2 H2O) = (2СaSiO3 B2O3 H2O)
  • CaFeSi2O6 = CaO FeO 2SiO2

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.
Сложность: ОлимпиадныйРешение проверено: