Всероссийская олимпиада школьников по химии 2004–2005 учебного года. Областной тур

Условия заданий теоретического тура

ДЕВЯТЫЙ КЛАСС

 

Задача 9-1. «113. Реактивная бумага для открытия небольших количеств свободных галоидов (безцветная йодная бумага).

Приготовление. Нагревают до полного растворения и обезцвечивания 1 гр. иода, 7 гр. кристаллической соды, 3 гр. крахмальной муки и 1/4 л воды; полученный раствор разводят до 1 л и им пропитывают белую бумагу. Последняя, от малейших следов свободных галоидов, окрашивается в ……… цвет». (А.И.Коренблит, «Химические реактивы, их приготовление, свойства, испытания и употребление», М., 1902, стр. 183).

Определите:

1. Концентрацию веществ в растворе, которым пропитывают бумагу (крахмал можно не учитывать).

2. Напишите уравнение реакции, которая протекает при приготовлении реактива.

3. Какую среду имеет раствор, используемый для получения реактива (оцените каче­ственно, нейтральная, кислая или щелочная)? Напишите уравнение реакции, определяю­щей среду раствора.

4. На примере газообразного галогена напишите уравнение реакции, иллюстрирую­щей действие индикатора.

5. В какой цвет окрашивается индикаторная бумага?

6. Какие газообразные вещества (кроме галогенов) могут дать аналогичную окраску с индикаторной бумажкой? (Приведите два примера уравнений химических реакций).

 

Задача 9-2. 25 сентября 1791 г. французский химик-технолог Никола Леблан взял патент на "Способ превращения глауберовой соли в соду". Автор так описал технологию получения соды: «Между железными вальцами превращаются в порошок и смешиваются следующие вещества: 100 фунтов обезвоженной глауберовой соли, 100 фунтов очищенного мела из Мелдона, 50 фунтов угля. Смеши­вание продолжают при нагревании в пламенной печи. Вещество приобретает кашеобразного флюса, пенится и превращается в соду. Образовавшаяся при этом сода отличается более высоким содержанием продукта. Сплав извлекается из печи железными кочергами, после чего помещается для застывания в формы, при­дающие содовой массе вид блоков. Можно изменять соотношение различных видов сырья, но лишь ис­пользование вышеописанных пропорций дает наилучший результат. При этом получается около 150 фунтов соды».

1. Какие «соды» Вы знаете? Приведите их формулы и химические названия.

2. Каково суммарное уравнение процесса в способе Н. Леблана?

3. Рассчитайте выход соды по способу Леблана в процентах от теоретического.

4. Как можно объяснить полученный Вами результат?

5. Какой из карбонатов — натрия или калия — был в XVIII веке более дешевым и поче­му?

6. Почему раствор соды не рекомендуют кипятить в алюминиевой посуде? В ответе приведите необходимые уравнения реакций (в сокращенном ионном виде).

Задача 9-3. Внимательно прочитайте текст:

«Он писал автору только что открытого химического элемента ставшими здесь модными фиолетовыми чернилами. В своем послании он доказывал, что открыт предсказанный им аналог самого распространенного на Земле металла и что его плотность и относительная атомная масса определены ошибочно. Кусочек этого металла легко плавится от тепла ладони человека.В конце письма он просил прислать ему несколько граммов дидима, поскольку ни в Польше, ни в Германии его не оказалось. Отправив письмо в Париж, он спустился к берегу залива. Голубые волны выплескивались на темно-красные гранитные камни и лениво откатывались назад. Золотые лучи заходящего солнца высвечивали силуэты елей, зеленые ветви которых теперь казались синими.

Ветер изменил направление, потянуло зловонием. Теперь ветер дул со стороны завода, где производили серную кислоту и порох. Он погрузился в размышления о новых технических достижениях в производстве серной кислоты и пороха. Союзные государства Англия и Франция уже стреляли бездымным порохом, но секрет его изготовления оставался скрытым от России. Порох на соседнем заводе готовили дедовским способом. В котлы с насыщенным раствором ……… селитры добавляли мелко измельченные ……. и …….. При варке часть воды испарялась, масса загустевала, а при охлаждении и полном высыхании становилась твердой. Устарела и технология производства серной кислоты. Медный и железный колчедан предварительно измельчали и обогащали, а затем в специальных печах сжигали в струе воздуха. Печной газ, содержащий 8-10% сернистого газа с избытком воздуха, очищался от пыли и подавался в камеры, облицованные свинцовыми пластинками с целью предохранения от разрушения. В эти же камеры подавался бурый газ, который окислял сернистый газ в серный ангидрид, а сам восстанавливался до окиси азота. Окись азота, будучи неустойчивой, взаимодействовала с кислородом воздуха и превращалась снова в бурый газ. Получившийся серный ангидрид растворяли в воде и получали серную кислоту. Ученый понимал, что получаемая так камерная кислота не может быть использована для получения бездымного пороха. Для этой цели нужно чистое купоросное масло, а лучше всего — олеум, получаемый по новейшей технологии.

Он смотрел на прозрачную воду залива, и она возвращала его в детство. Вспоминался далекий сибирский город, где он родился. Вспоминалась маменька, которая на средства от маленького заводика содержала многочисленную семью. Ведь он был …… и последним ребенком в семье. Правда многие дети умерли… Прозрачная вода напоминала продукцию завода, которой еще Михайло Ломоносов «пел хвалу » …».

1. Кто этот ученый?

2. Кому он писал письмо?

3. О каком новом открытом элементе шла речь в письме?

4. Что за «дидим» упоминается в тексте?

5. Напишите уравнения реакций процесса производства серной кислоты камерным способом.

6. Какую роль играет бурый газ в производстве серной кислоты камерным способом?

7. Из чего готовили порох, упомянутый в тексте?

8. Каким по счету ребенком был в семье этот ученый?

9. Какую продукцию выпускал маменькин заводик?

10. Какое отношение к семье этого ученого имел поэт Александр Блок?

Задача 9-4. «Chrysler провел презентацию прототипа водородного автомобиля для представителей Пентагона. Необхо­димый для двигателя водород вырабатывался из щелочи натрия, а проще говоря, мыльного порошка, кото­рый был засыпан в бак вместо бензина. По научному топливное вещество называется борогидрат натрия, или просто сода Она имеется в достатке в природе, в особенности на западном побережье США " (Источник: журнал «За рулем»).

1. Предложите возможные способы получения водорода из веществ, упомянутых в жур­нале. Одним из важнейших источников водорода является метан. Предложите промыш­ленный способ получения водорода из метана. (Уравнения реакций).

2. Водород действительно является очень перспективным топливом, только получить его из соды довольно сложно. Одним из возможных способов получения водорода является электролиз воды. Напишите уравнение реакции электролиза воды.

3. Рассчитайте, сколько моль водорода выделится и сколько киловатт-часов (кВт-ч) энер­гии будет затрачено на электролиз воды, если сила тока 5А, напряжение 220 В за 500 часов; выход по току составляет 50%.

Уравнение горения водорода можно описать следующим термохимическим уравнением:

2Н₂+О₂ ® 2Н₂О_пар + 490,3 кДж, а удельная теплота испарения воды 2,26 кДж/г.

4. Состав бензина можно приближенно выразить формулой C₉H₁₈. Плотность бензина 830 кг/м³. Теплота, выделяющаяся при сгорании бензина, составляет в среднем 42 мДж/кг. Считая КПД для водородного и бензинового двигателя одинаковым, рассчитайте, какое расстояние сможет пройти машина на баллоне с водородом объемом 50 л (давление в бал­лоне 150 атм. (считать 1 атм. = 100000 Па, температура 27°С), если на 100 км тратится 7 л бензина.

 

Задача 9-5. Соли многих известных Вам неорганических кислот используются в быту и промышленности. Ниже предложен перечень кислот, солей, катионов и применение солей. Ваша задача выписать каждому из названий кислоты (столбец I) название соли этой кислоты (столбец II) и ее применение (столбец III). Каждая строка любого столбца может быть использована Вами не более одного раза.

I		II		III
Название кислоты		Название соли		Катион / Применение
Изоциановая		Персульфат		Na+ Входит в состав газированных напитков
Угольная		Гидросульфит		NH4+ Определение Fe3+
Двунадсерная		Фульминат		Са2+ Дезинфекция помещений
Хлористая		Роданид		Zn2+ Восстановитель при крашении тканей
Дитионистая		Гидрокарбонат		NH4+ Сильный окислитель
Хлорноватистая		Карбонат		Na+ Отбелка бумажной массы
Тиоциановая		Хлорит		РЬ2+ Пигмент красок и лаков
Хлорноватая		Перхлорат		К+ Входит в состав спичечных головок
Угольная		Хлорат		Mg2+ Обезвоживание газовых смесей
Хлорная		Гипохлорит		Hg2+ Инициирующее ВВ

 

Задача 9-6. Средневековый способ получения "сапожного" (зеленого) купороса.

«По четвертому способу купорос получают из содержащих его земель и пород. Такие вещества сначала свозят, собирают в кучи, подвергают в течение пяти или шести месяцев действию весеннего или осеннего дождя, летом — жары, а зимой — мороза, часто перемешивая лопатами, чтобы часть, лежащая внизу, оказывалась сверху. Таким образом, все подвергается действию воздуха и остывает. Затем массу прикрывают и склады­вают под крышей и оставляют в таком виде на шесть, семь или восемь месяцев. Затем достаточное количество ее загружают в наполненный до половины водой чан. …Порода остается в чане до тех пор, пока землистые части не осядут на дно, а растворимые части не будут восприняты водой. …Когда раствор станет прозрач­ным, его спускают по желобам в четырехугольные свинцовые чрены, в которых варят тех пор, пока вода не перестанет превращаться в пар. После этого в раствор кидают растворяющиеся в нем куски листового железа в таком количестве, сколько требует природа раствора, и продолжают его варить, пока раствор не станет насыщенным, что после остывания из него выделяется купорос. Тогда раствор переливают в чаны, бочки и другие сосуды, в которых на протяжении двух или трех дней он застывает. Выделившийся купорос отделяют, кладут в чрен и нагревают, причем он становится жидким. В расплавленном виде его выливают в формы. Таким путем получают чистые и красивые ковриги из купороса....Содержащие купорос колчеданы, принадлежащие к смешанным горным породам, подвергают обжигу и обрабатывают водой подобно колчеданам, содержащим квасцы. Часто из этих минералов получают одновременно квасцы и купорос." (Г. Агрикола, «О горном деле и металлургии двенадцать книг.» Базель, 1556. М., изд-во АН СССР, 1962, стр. 525-527)

 

1. «Купорос получают из содержащих его земель и пород». Какие минералы могут они содержать? (Формулы)

2. Какой состав имеет "зеленый купорос", квасцы, если они содержат один и тот же металл?

3. Какие химические процессы протекают с минеральным сырьем при годичном выдерживании его в кучах? (Уравнения химических реакций)

4. Почему процесс «варки» осуществляют именно в свинцовых чренах?

5. Какие химические процессы происходят при растворении листового железа? (Уравнения химических реакций)

6. Рассчитайте максимальную массу железа, которая способна растворится в растворе, полученном при обработке 1 т минерала (см. п. 1.), считая что все процессы протекают количественно.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: