Ответы и решения - 9 класс

1. При химическом анализе в лаборатории был установлен количественный состав четырех веществ: А – H₈N₂O₃C; Б – H₂FeO₂Cl; В – H₂S₂O₆Ba; Г – S₃Al₂O₁₂.

К каким классам неорганических соединений относится каждое вещество? Назовите вещества А, Б, В, Г. Приведите по одному уравнению химической реакции, характерной для каждого вещества, и укажите условия их протекания.

РЕШЕНИЕ

Анализ брутто-формул позволил определить строение веществ А-Г:

А – H₈O₃N₂С- (NH₄)₂CO₃ – карбонат аммония, средняя соль (0,5 × 3=1,5 балла)

Б – H₂O₂Cl Fe – Fe(OH)₂Cl – хлорид дигидроксожелеза(III), основная соль (0,5 × 3=1,5 балла)

В – H₂O₆S₂ Ba – Ba(HSO₃)₂ - гидросульфит бария, кислая соль (0,5 × 3=1,5 балла)

Г – O₁₂ S₃ Al₂- Al₂(SO₄)₃ - сульфат алюминия, средняя соль (0,5 × 3=1,5 балла)

Уравнения характерных реакций:

А: (NH₄)₂CO₃ = NH₃ ↑ + H₂O + CO₂ ↑ (нагрев.) или (NH₄)₂CO₃ + 2NaOH = NH₃ ↑+ H₂O + Na₂CO₃(нагрев.) (1 балл)

Б: Fe(OH)₂Cl + 2HCl = FeCl₃ + 2H₂O (обычные усл.) (1 балл)

В: Ba(HSO₃)₂ + Ba(OH)₂ = 2BaSO₃ ↓ + 2H₂O (об.усл.) или Ba(HSO₃)₂ = BaSO₃ + SO₂ ↑ + H₂O (нагрев.) (1 балл)

Г: Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = Al(OH)₃ ↓ + 3Na₂SO₄ (об.усл.) или Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ = 3BaSO₄ ↓ + 2AlCl₃(об.усл.) (1 балл)

Итого 10 баллов

2. Сульфид железа (II), полученный при сплавлении 4,8 г серы с порошком железа, обработали избытком раствора соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор нитрата свинца (II). При этом выпал осадок массой 21,15 г. Напишите уравнения указанных реакций и определите выход получившегося осадка в процентах от теоретически возможного.

РЕШЕНИЕ

Уравнения протекающих реакций:

Fe + S = FeS FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S ↑ H₂S + Pb(NO₃)₂ = PbS↓ + НNO₃(3 балла)

Из этих уравнений можно составить стехиометрическую схему:

S → PbS

из 32 г серы получается 239 г сульфида свинца из 4,8 г серы х г

отсюда масса сульфида свинца теоретическая равна: (4,8·239):32 = 35,85 (г) (1 балл)

Практический выход осадка: 21,15: 35,85 = 0,590 или 59,0%(1 балл)

Итого 5 баллов

3. На схеме приведены превращения вещества Х

Х + О₂ →

Х + Сl₂ →

Х+ I₂O₅ →

C+ O₂ → Х

Х+Ni →

Предложите Х и запишите уравнения соответствующих превращений.

РЕШЕНИЕ

Х - СО

2СО + O₂=2СО₂

СО + Cl₂= СОCl₂

5СО+ I₂O₅ = 5СО₂+ I₂

2C + O₂ = 2CO

4СО + Ni = Ni(CO)₄ (6 баллов)

4. В лаборатории приготовили водный раствор этилового спирта (С₂Н₅ОН) с массовой долей 10%. Плотность раствора спирта равна 0,98 г/мл. Рассчитайте число молекул спирта в 1 мл такого раствора.

РЕШЕНИЕ

1) m(раствора) = 1·0,98=0,98 г

2) m(вещества) = 0,98·0,1=0,098 г

3) n(вещества) = 0,098:46=0,002 моль

4) N(молекул) = 6,02·10 ²³·0,02= 1,2· 10 ²² молекул (4 балла)

5. Агроном заказал удобрения. Привезли 5 мешков, наполненных белыми гранулами, но без этикеток. В накладной были указаны следующие удобрения: натриевая селитра, аммиачная селитра, хлорид аммония, сульфат аммония, мочевина. Каким образом агроном может определить содержимое мешков, если в его распоряжении имеются вода и еще 3 необходимых реактива. Опишите его действия и приведите уравнения необходимых реакций.

РЕШЕНИЕ

1) Приготовить растворы веществ, разделить их на четыре порции.

2) Подействовать на каждый раствор первой порции раствором щелочи.

Аммиачная селитра и сульфат аммония при действии щелочи дают аммиак − газ с характерным запахом.

NH₄⁺ + OH⁻ = NH₃↑ + H₂O

Затем сульфат аммония и аммиачную селитру можно различить по реакции с раствором хлорида бария

SO₄²⁻ + Ba²⁺ = BaSO₄ ↓ - белый осадок

3) Подействовать на оставшиеся растворы раствором нитрата серебра для обнаружения хлорид-иона

Cl⁻ + Ag⁺= AgCl↓

4) Растворы с натриевой селитрой и мочевиной нагреть до кипения. Мочевина при нагревании разлагается с выделением аммиака, который определяется по характерному запаху.

(NH₄)₂CO + H₂O = 2NH₃↑ + CO₂↑

5) Раствор с натриевой селитрой определяется по остаточному принципу.

На случай, если агроном не различает запахи, в первом и четвертом опыте необходимо к выделяющимся газам поднести влажную индикаторную бумажку, которая покажет щелочную среду.

Ответы и решения - 10 класс

1. Рассчитайте массовую долю углерода в молекулах: а) этана; б) этилена; в) ацетилена. Каков характер пламени при горении этих веществ? Составьте уравнения реакций горения данных веществ. (7 баллов)

Решение:

1. Рассчитаны Mr данных веществ: а) 30; б) 28; в)26 (по 0,5 балла - 1,5 б)

2. Рассчитаны массовые доли углерода в данных соединениях: а) 80%; б) 86%; в) 92% (по 0,5 балла - 1,5б.)

3. Объяснена причина: чем выше содержание углерода в соединении, тем пламя более коптящее. (1 балл)

4. Составлены уравнения реакций горения данных веществ:

· 2C₂H₆ + 7O₂ = 4CO₂ + 6H₂O (1 балл)

· C₂H₄ + 3O₂ = 2CO₂ + 2H₂O (1 балл)

· 2C₂H₂ + 5O₂ = 4CO₂ + 2H₂O (1 балл)

Итого: 7 баллов

2. Установите соответствие между названием алкана и его характеристикой

Название алкана	Характеристика алкана
А) пропан	1) имеет пять изомеров
Б) бутан	2) имеет шесть изомеров
В) гексан	3) имеет семь изомеров
Г) гептан	4) имеет восемь изомеров
Д) диметилпропан	5) имеет девять изомеров
Е) 2,3,4,5-тетраметилпропан	6) не имеет изомеров
	7) является изомером метилпропана
	8) является изомером 1,2-диметилгептана
	9) не имеет в своем составе вторичных и третичных атомов углерода

Заполненная таблица имеет вид:

А	Б	В	Г	Д	Е
6	7	1	5	9	10

1 балл за каждое верно распределенное вещество (всего 6 баллов)

3. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой

HI + H₂SO₄ I_{2 +}H₂S + H₂O

Определите окислитель и восстановитель. (3 балла)

Решение:

1. Составлен электронный баланс

1 S⁺⁶ + 8e S^-2

4 2I^-1 - 2e I₂⁰(1 балл)

2. Расставлены коэффициенты в уравнении реакции:

8HI + H₂SO₄ 4I_{2 +}H₂S + 4H₂O

3. Указано, что сера в степени окисления +6 является окислителем, а йод в степени окисления -1 - восстановителем.

4. Учащимся для проведения опыта были выданы кристаллы соли белого цвета, которые при стоянии на воздухе изменяют окраску на голубую. Известно, что при разложении выданной соли путем нагревания образуется оксид металла чёрного цвета и ядовитый газ бурого цвета. Добавление к раствору выданной соли раствора гидроксида калия привело к образованию студенистого осадка голубого цвета.

Запишите химическую формулу и название выданной соли. Составьте два молекулярных уравнения реакций, соответствующих опытам, проведённым учащимися в процессе исследовании соли. Для второй реакции запишите полные и сокращённые ионные уравнения. (5 баллов)

Решение

1. Cu(NO₃)₂- нитрат меди (II) - 1 балл

2. Составлены два уравнения реакции:

t⁰

2 Cu(NO₃)₂2CuO + 4NO₂ + O₂ - 1 балл

Cu(NO₃)₂ + 2KOH = Cu(OH)₂ + 2KNO₃ - 1балл

3. Записаны полные и сокращённые ионные уравнения для второй реакции- по1 баллу (2 б.)

Итого: 5 баллов

5. Продукты бромирования на свету 10,50 г циклогексана обработали избытком водно-спиртового раствора нитрата серебра. В результате выпало 35,10 г желтоватого, темнеющего на свету осадка. Определите состав продуктов бромирования, изобразите для них все возможные структурные и геометрические изомеры.

РЕШЕНИЕ

По схеме реакций получается:С₆Н₁₂ → С₆H_12-_nBr_n →nAgBr (2 балла)

Числа моль циклогексана и бромида серебра равны, соответственно: 10,5:84,18=0,1247 и 35,10:187,77=0,1869, а их отношение: 0,1869:0,1247=1,50 (2 балла). Это означает, что продукт представляет собой эквимолярную (т.е., с соотношениям по молям 1:1) смесь моно- и дибромциклогексана (2 балла)

Итого 6 баллов

6. В лаборатории устанавливали состав газообразного органического соединения. Для анализа был взят образец объемом 448 мл (н.у.) и массой 1,16 г. Продукты сгорания этого образца полностью поглотились при последовательном пропускании их через трубку с оксидом фосфора(V) и концентрированным раствором гидроксида калия. Масса трубок увеличилась соответственно на 1,8 г и 3,52 г.

А. Какие выводы исследователи могут сделать на основании анализа результатов исследования?

Б. Какое соединение изучали в лаборатории? Выводы подтвердите соответствующими расчетами.

В. Напишите уравнения всех химических реакций, упомянутых в задаче.

Г. Имеет ли искомое соединение изомеры? Если имеет, то напишите их структурные формулы и назовите по систематической номенклатуре.

Решение

А. На основании анализа результатов исследования можно предположить:

- Соединение органическое, следовательно, в его составе есть углерод, а в продуктах горения есть углекислый газ, поглощаемый в эксперименте щелочью. Масса углекислого газа будет равна приросту массы склянки со щелочью.

- Вторым продуктом реакции горения является вода, так как происходит увеличение массы трубки с оксидом фосфора(V), активно поглощающего воду. Масса воды будет равна приросту массы трубки с оксидом фосфора(V).

- В итоге можно сказать, что в состав искомого соединения входят углерод, водород и, возможно, кислород. Последнее можно доказать с помощью расчетов.

Балла

Б. уравнение реакции горения искомого соединения в общем виде:

448 мл (н.у.); 1,16 г 3,52 г 1,8 г

CxHy(Oz) + O₂ CO₂ + H₂O