9 класс, iii

III. Задания для 9 класса.
Задача 1.
Ниже приведена схема превращений, характеризующая некоторые химические
свойства желтого аморфного вещества А.
O2
D
B
Pt, повышенное давление
H2O
O2
B
C
F
A
160 оС, 0,5 мм рт.ст.
электрический разряд
D
H2O
A + F
E
Дополнительно известно, что Е представляет собой кристаллическое вещество
сине-зеленого цвета, а содержание кислорода в бинарном соединении С равно 20%
(по массе).
?1. Определите вещества А – F, запишите уравнения зашифрованных в схеме
реакций.
?2. Изобразите структурные формулы веществ А – F?
Задача 2.
Магний и титан входят в состав бенгальских огней. Частицы этих металлов, сгорая
за счет кислорода воздуха, дают красивые блестящие искры. Определите, на
сколько миллилитров уменьшится количество кислорода в комнате, где только что
сожгли «бенгальский огонь», в составе которого было 3 г смеси этих металлов.
Дайте ответ на следующие дополнительные вопросы:
?1. Предложите способ, с помощью которого можно было бы определить
содержание каждого из металлов в данной смеси.
?2. Почему такой «пожароопасный» металл, как титан, широко используется для
создания конструкций на подводных лодках, космических кораблях, самолетах
– там, где возникновение пожара может привести к большим человеческим
жертвам?
Задача 3.
Расшифруйте цепочку превращений:
D
C
ïðîêàëèâàíèå
ïðîêàëèâàíèå
+
A
+
O2
Al
+
B
C
+
+
+
K2S2O7
ñïëàâëåíèå
+
F
H2S
Cl2
S
+
H2SO4
E
+
HCl
G
Процентное содержание(массовая доля) некоторого элемента Х, содержащегося во
всех соединениях A – G составляет
Соединение A
B
C
D
E
F
G
100
68.42
51.99
20.63
32.81
13.65
17.69
 (X), %
1? Определите вещества A – G. Назовите их.
2? Запишите все уравнения реакций, расставьте коэффициенты
3? Назовите и опишите область применения вещества KX(SO4)212H2O.
Задача 4.
Осенью 2003 года итальянскими учеными было получено вещество Х. Оно
оказалось устойчивым, но могло быть получено только в небольших количествах.
Вещество Х было получено пропусканием большого избытка кислорода над
фторидом А, содержащим 36,9% фтора. Из полученной реакционной смеси
выделили вещество В, содержащее 30,5% фтора и 17,2% кислорода. Затем, катион,
входящий в состав В подвергался одноэлектронному восстановлению и
образовывал Х.
Для анализа Х нагрели до его температуры разложения. Продуктом разложения
являлся газ С, имеющий плотность 1,314 г/л при 753 мм рт. ст. и 21оС. Газ С был
без цвета и запаха, в воде не растворялся, не горел, но горение поддерживал. На
основании этих данных была подтверждена формула Х.
?1. Определите формулу Х.
?2. К какому классу веществ относится Х?
?3. Запишите формулы «ближайших родственников» Х.
?4. Запишите уравнения реакций, лежащих в основе получения Х.
?5. Определите и назовите вещества А – С.
Задания для 9 класса (решения).
Задача 1 (автор – Курамшин А.И.)
По процентному содержанию элемента в соединении С находим эквивалент неизвестного
элемента равен 32. В соответствии с информацией о свойствах, подходит только сера в
формальной степени окисления +1.
O2
SO3
SO2
Pt, повышенное давление
H2O
O2
SO2
S2O
H2SO4
S8
160 оС, 0,5 мм рт.ст.
электрический разряд
SO3
H2O
S2O3
Структурные формулы
S8 + H2SO4
O
S
O
O
S
O
S
S
O
O
O
S
S
S
S
OH
O
S
S
O
S
S
O
O
OH
S
S
S
Задача 2 (автор – Ефимов М.В.)
Эта задача совсем несложная, но решить ее сможет только тот, кто возьмется ее решать.
В начале решения любой задачи, необходимо записать уравнения реакций, о которых идет
речь в условии:
Ti +O2 = TiO2
М.м. (г/моль)
48 32
Массы реаг. в-в. (г)
48 32
2Mg + O2 = 2MgO
М.м. (г/моль)
24
32
Массы реаг. в-в. (г)
48
32
На сжигание одинаковых масс данных металлов расходуется одно и то же количество
кислорода! Поэтому, для решения данной задачи совсем неважно, известен ли нам состав
смеси металлов или нет. Составляем пропорцию:
Если при сгорании 48 г любого из металлов (или их смеси) расходуется 22400 мл О2,
то при сгорании 3 г любого из металлов (или их смеси) израсходуется Х мл О2.
Х = 322400/48 = 1400 (мл)
Ответ: при температуре в комнате 00С, количество кислорода уменьшится на 1400 мл.
2. Определить состав смеси можно, например, по объему выделившегося водорода, при
всыпании навески смеси в избыток раствора какой-нибудь кислоты, например
соляной. Титан реагирует с ограниченным кругом кислот, в число которых
хлористоводородная не входит.
3. Массивные конструкции из компактного титана имеют слишком маленькую площадь
поверхности при значительном объеме. При локальном нагреве таких деталей тепло
эффективно рассеивается по всей ее массе, и деталь не успевает разогреться настолько,
чтобы «загореться».
Задача 3 (авторы – Зиганшин М.А., Зиганшина С.А.)
Определяем элемент Х.
Судя по уравнению реакции А  B, вещество B – оксид элемента Х, т.к. А на 100%
состоит из элемента Х. Рассчитаем атомную массу элемента Х, зная, что вещество B
содержит 68.42% элемента Х.
Формула оксида будет Х2Оn, где n – валентность элемента Х.
Атомная масса элемента Х будет рассчитываться по формуле
 (%) 16  n
Ar ( X ) 
200   (%)  2
Составим таблицу зависимости атомной массы Х от его валентности
Валентность, n
I
II
III
IV
V
VI
VII
Аr(Х), г/моль
17.332
34.665 51.997 69.330 86.662 103.995 121.327
Элемент Х
–
–
Cr
–
–
Rh
–
Видно, что наиболее точное соответствие атомной массы имеет место в случае хрома.
Кроме того, для родия наиболее характерна валентность III, редко IV. Следовательно,
элемент Х – Cr.
Тогда В – Cr2O3, Е – хлорид хрома, согласно процентному содержанию это CrCl3.
(NH4)2Cr2O7
CrO3
ïðîêàëèâàíèå
+
Cr
+
O2
+
Cr2O3
Al
C + Cl2
+
+
K2S2O7
ñïëàâëåíèå
Cr2(SO4)3
ïðîêàëèâàíèå
+
CrCl3
S
H2S + H2SO4
+
HCl
K2Cr2O7
AB
4Cr + 3O2  2 Cr2O3
BA
Cr2O3 + Al  Cr + Al2O3
CB
4CrO3  2Cr2O3 + 3O2
DB
(NH4)2Cr2O7  Cr2O3 + N2 + 4 H2O
BF
Cr2O3 + 2 K2S2O7  Cr2(SO4)3 + 3 K2SO4
GF
K2Cr2O7 + H2S + H2SO4  Cr2(SO4)3 + 3 K2SO4 + 3 S + 7 H2O
GE
K2Cr2O7 + 14 HCl  2 KCl + 2 CrCl3 + 3 Cl2 + 7 H2O
GB
K2Cr2O7 + S  Cr2O3 + K2SO4
BE
Cr2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 CrCl3 + CO
А – хром
B – оксид хрома (III)
C – оксид хрома (IV)
D – бихромат аммония
E – хлорид хрома (III)
F – сульфат хрома (III)
G –бихромат калия
Хромокалиевые квасцы применяются в кожевенной и текстильной промышленности.
Задача 4 (автор – Гатиатулин А.)
m
 RT молярную массу газа С,
M
вычисляем, что M(C) = 32 г/моль. По свойствам это соответствует кислороду О2.
По содержанию фтора во фториде А получаем, что металл, входящий в состав фторида –
четырехвалентная платина, тогда А –PtF6. По составу вещество B соответствует PtO4F6.
Так как речь идет об ионном строении В, можно записать его как O4[PtF6]. Вещество Х,
которое образуется при восстановлении катиона О4+ имеет формулу О4. Вещества:
А
В
С
Х
PtF6 O4[PtF6] О2 О4
Х – новая аллотропная форма существования кислорода.
Его “ближайшие родственники” – дикислород О2 и озон О3.
Уравнения реакций:
2О2 + PtF6  O4+[PtF6]–
O4+[PtF6]–  O4 + PtF6
О4  2О2
Вычисляя по формуле Менделеева-Клапейрона P  V 