клас – Теоретичний тур. Завдання ІІІ етапу 47-ї Всеукраїнської олімпіади юних хіміків

Завдання ІІІ етапу 47-ї Всеукраїнської олімпіади юних хіміків

М. Київ, 24.01.2010 р.

клас – Теоретичний тур

Задача 1. До 10 мл невідомого газоподібного вуглеводню додали 70 мл кисню і суміш підпалили електричною іскрою. Після закінчення реакції і конденсації водяної пари об’єм газу складав 65 мл. Після струшування цієї суміші з розчином лугу об’єм зменшився до 25 мл. Об’єми газів виміряні за однакових умов.

1. Встановіть формулу та запропонуйте можливу будову вихідного вуглеводню.

1. Наведіть приклади п’яти різних реакцій, характерних для цієї сполуки.

Задача 2. З давніх часів людство використовує хімічні реакції для своїх потреб. Так, ще у Давньому Римі навчилися добувати мінеральну фарбу білого кольору – свинцеві білила. Ця речовина являє собою плюмбум (ІІ) гідроксокарбонат - Pb₃(OH)_n(CO₃)_m. Нижче наведено схему перетворень за участю свинцевих білил:

1. Визначте формулу свинцевих білил, якщо вони містять 80,13 % Pb за масою.
2. Розшифруйте невідомі речовини та напишіть рівняння згаданих реакцій. Врахуйте, що при розчиненні речовини В у нітратній кислоті окрім С утворюється також речовина Е, а речовини А, В і С мають однаковий якісний склад.
3. Чому, незважаючи на чудові покривні якості, використання свинцевих білил зараз значно обмежене законодавчими органами більшості країн світу?

Задача 3. У герметичному реакторі об’ємом 200 л, заповненому повітрям (н.у.), спалили 48 г піриту. Після закінчення реакції газову фазу пропустили через 1,2 л 1 М розчину КОН.

1. Знайдіть об’ємні частки компонентів газової суміші після пропускання через розчин лугу. Вважайте, шо повітря складається на 20 % з кисню і на 80 % з азоту за об’ємом.
2. Обчисліть молярні концентрації всіх речовин після пропускання газової суміші. Зміною об’єму розчину знехтуйте.
3. У скільки разів зменшилась маса твердого залишку в результаті реакції?

Задача 4. Намалюйте структурні формули всіх ізомерів одноатомного спирту загальної формули С₅Н₁₁ОН та алкенів, які будуть утворюватися в переважній кількості при дегідратації відповідних спиртів в присутності концентрованої сульфатної кислоти.

Задача 5. Скляний резервуар об’ємом 100 л, що містить 25 г кальцій карбонату, заповнили повітрям до тиску 1,2 атм за температури 27 ºС. Резервуар нагріли до температури 650 ºС та витримали до встановлення рівноваги. При цьому тиск в резервуарі становив 3,87 атм.

1. Запишіть рівняння хімічної рівноваги, яке має місце при 650 ºС.
2. Розрахуйте константу Кр за 650 ºС та склад твердої фази за цієї температури. Об’ємом твердої фази знехтуйте.

Задача 6. При обробці розчину бури (Na₂B₄O₇) (m_p=100 г, w=10.06%) розчином NaOH/H₂O₂ (мольне співвідношення 1:2), випадає 13.088 г білого кристалічного осаду Х (вихід 80%). При додаванні його до підкисленого розчину калій йодиду виділяється йод, на титрування якого потрібно 200 мл 1.6 М розчину натрій тіосульфату.

Встановіть формулу Х та напишіть рівняння реакцій.

Задача 7. Після відвідування лекцій з фізичної та аналітичної хімії допитливий студент вирішив поміряти рН розчину хлоридної кислоти електрохімічним методом. Для цього він наситив досліджуваний розчин хінгідроном (еквімолярний адукт хінону та гідрохінону), занурив у нього платиновий електрод, та з’єднав його за допомогою сольового містка з каломельним (Hg₂Cl₂) електродом, зануреним в 0,1 М розчин калій хлориду. Вимірявши ЕРС отриманого гальванічного елемента та здійснивши необхідні розрахунки, студент визначив рН розчину.

Стандартні електродні потенціали каломельного та насиченого хінгідронного електродів складають відповідно 0,8000 В, 0,7000 В, а ДР(Hg₂Сl₂) = 1,3·10^-18.

1. Запишіть гальванічний елемент та рівняння напівреакції, яка відбувається на каломельному електроді.

2. Виведіть формули для розрахунку потенціалів хінгідронного і каломельного електродів та розрахуйте потенціал каломельного електроду, який було застосовано для вимірів.

3. Яке значення рН розчину HCl отримав студент, якщо виміряне ЕРС системи становило 0,176 В при температурі 25˚С?

4. Які умови висувають до досліджуваного розчину при вимірюванні його рН за допомогою хінгідронного електроду?

Для довідки: напівреакція, що відбувається на хінгідронному електроді:

хінон гідрохінон

Дата добавления: 2015-10-30