Ответы и решения к задачам занятия 1

Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
Ответы и решения задач к занятию 1
Таблица ответов: (небольшие расхождения могут быть вызваны округлением при
промежуточных расчетах)
Задача 1
6,50 г K2SO4 и 21,6 г Al2(SO4)3*18H2O
Задача 2
w(H2SO4) =26,6%
Задача 3
N(Fe)=2,01*1022 атомов, N(Au)=1,40*1025 атомов,
m(Fe)= 1,87 г; N(Au)=4588 г
Золотая пластинка перевесит железную.
Задача 4
Al(NO3)3*9H2O,
См=0,54 моль/л, ω=10%
Задача 5
(СН3СОО)2Pb*9Н2О, m=294 г , N(O)=4,70*1024
Задача 6
m=13,1 г, N(Na)= 1,03*1023 атомов
И сразу первое предложение: размещать подобную табличку при оформлении ответов на
следующие задания. Это заметно упростит проверку и позволит избежать пропуск задач,
особенно если они слеплены в одну кучу или размещены в произвольном порядке.
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
Задача 1.
Для проведения исследования ученому потребовался раствор в каждом миллилитре
которого содержалось бы 1,5*1020 ионов калия и 2,7*1020 сульфат-ионов, и не
содержалось бы никаких других анионов. Из реактивов требуемой чистоты в лаборатории
были сульфат и нитрат калия, а также кристаллогидрат Al2(SO4)3*18H2O. Подскажите,
какие вещества нужно взять, а также массы этих веществ, необходимые для
приготовления 300 мл такого раствора.
Пример решения задачи от команды «СО2»:
Задача решена верно, но число цифр в последнем ответе явно завышено.
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
Задача 2.
Встретились как-то в растворе серной кислоты атом Серы и атом Водорода и
заспорили. «Мы тут главные, - кричал атом Серы, - мы в 32 раза тяжельше!» «Нет мы тут
главные, - отвечал атом Водорода, нас в 32 раза больше!»
Возможно, они и по сей день спорят. А как Вы думаете, какова массовая доля
серной кислоты в растворе, где мог состояться такой спор?
Короткое решение дает участник команды «На химической волне»:
Несколько более подробное рассуждение от команды «Изотопы»:
Но здесь ответ излишне округлен (обычная точность 3 значащих цифры).
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
Задача 3.
Железная пластинка содержит 1 г нейтронов, а золотая - 1 г электронов. Сколько атомов
содержит каждая пластинка, и какая из них перевесит, если положить их на две чашки
весов? (Считать, что масса одного электрона равна 1/1840 атомной единицы массы).
Решая эту задачу, следовало учесть, что молярная масса любого вещества ( втом
числе и элементарных частиц, электронов, численно равна относительной массе его
структурной единицы. Т.е. M(e) = 1/1840 г/моль. Вот как это делает команда «Химик.14»:
Вывод можно было сделать и на основании сравнения чисел атомов, учитывая, что
масса атома золота существенно больше.
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
Задача 4.
При растворении 101,2 г кристаллогидрата нитрата алюминия получено 500 мл раствора,
в котором содержится 6,48*1023 различных ионов (без учета гидролиза). Плотность
раствора равна 1,15 г/мл. Определите: а) молярную концентрацию и б) массовую долю
нитрата алюминия в растворе; в) формулу кристаллогидрата.
Команда «Великолепная пятерка»:
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
Задача 5.
В некоторой порции кристаллогидрата ацетата свинца(II) содержится 1,445*1024 атомов
углерода и 8,669*1024 атомов водорода. Определите формулу кристаллогидрата, массу
образца и число атомов кислорода в нем.
Решение команды «IScRa»:
Излишнее число значащих цифр и в
промежуточных расчетах и в ответе,
тем более, что NA берется
округленное до 1-й значащей цифры
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
Задача 6.
К 5 г гипофосфита натрия NaH2PO2 добавили такое количество гидрофосфата натрия, что
число атомов кислорода в полученной смеси оказалось в 2 раза больше, чем число атомов
водорода. Определите массу полученной смеси и число атомов натрия в ней.
Решение команды «Солнечная энергия»:
У этой задачи был второй, частный способ решения. Анализируя состав
структурных единиц, можно было заметить, что при соотношении их 1:1 выполняется
заданное в условии соотношение чисел атомов, значит, в смеси соли должны быть в
эквимолярном соотношении. Это заметно упрощает решение задачи. Вот начало такого
варианта решения:
Можаев Г.М.
Мастер-класс «Решаем вместе 2012»
К сожалению у автора и дальше весь расчет пошел для 1 моля гипофосфита натрия,
а не для тех 5 г, которые были даны в условии. А следовало найти, сколько моль
гипофосфита дано по условию задачи, и взять такое же количество вещества второй соли.
Подводя общий итог, можно отметить, средний балл задания 1 равен 4,3, при этом
самыми трудными задачами оказались задачи 2 и 5, а самыми доступными - задачи 4 и 6.
Желаю удачи в выполнении следующих заданий!
Можаев Г.М.
Сайт КонТрен – http://kontren.narod.ru