Краевая олимпиада школьников по химии. Заочный тур

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КОМИТЕТ АДМИНИСТРАЦИИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ ПО ОБРАЗОВАНИЮ Алтайский государственный университет Химический факультет

КРАЕВАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ ЗАОЧНЫЙ ТУР

Задания и решения

Барнаул 2001 г.

Составители: Базарнова Н.Г., д.х.н., профессор Богданкова Л.А., к.х.н., доцент Катраков И.Б., к.х.н. Котванова М.К., к.х.н., доцент Маркин В.И., к.х.н. Сиянко П.И., к.х.н., доцент Стась И.Е., к.х.н., доцент

Приведены задачи, предложенные для учащихся 9–11 классов общеобразовательных школ Алтайского края на краевой олимпиаде по химии. Все задачи снабжены решениями с рекомендациями по оценке каждого этапа.

Подписано в печать 24.12.2001. Формат 60*80/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п.л. 1. Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано в типографии Некоммерческого партнерства «Азбука»: 656099, Барнаул, пр. Красноармейский, 98а, тел. 22-91-03, 22-77-25

3

9 КЛАСС ЗАДАНИЯ 1. Х.А. Армстронг, автор статьи «Химия», помещенной в 9-м издании «Британской энциклопедии» (1878 г.), писал, что Д.И. Менделеев предложил для атомного веса урана значение 240 вместо старого значения 120, установленного Берцелиусом. При этом Армстронг отдавал предпочтение третьему значению, равному 180. Как теперь известно, прав был Менделеев. Истинная формула урановой смолки, одного из важнейших минералов урана, U3O8. Какую формулу могли бы написать для этого минерала Берцелиус и Армстронг. (3 балла) 2. Переместительный закон сложения гласит: «Если слагаемые поменять местами, значение суммы не изменяется». Это правило является верным в математике. Для химии его можно перефразировать следующим образом: «От изменения порядка введения реагентов результат химической реакции не изменяется». Насколько применимо подобное утверждение к химическим реакциям? Приведите примеры реакций как подтверждающие, так и опровергающие это утверждение. (4 балла) 3. На полное взаимодействие 16,0 г железа и, возможно, продукта его окисления пошло 174,3 мл соляной кислоты с массовой долей HCl 10,0% (плотность 1,047 г/см3), при этом объем выделившегося водорода составил 2,80 л. Определите состав исходного продукта. (6 баллов) 4. Колбу, наполненную воздухом, взвесили вместе с пробкой. Ее масса составила 152,34 г. Масса той же колбы, наполненной углекислым газом, составляет 153,73 г, а если колбу наполнить газом Х, имеющим резкий запах, масса ее составит 151,23 г. Назовите вещество Х. (6 баллов)

4 5. Навеску KClO3 массой 61,25 г подвергли разложению и по полученным экспериментальным данным (изменение массы m образца от времени τ) построили графическую зависимость (см. рис.). Напишите уравнения реакций, соответствующих приведенным ниже условиям, и определите, какое из них отвечает представленной графической зависимости: 1) при температуре примерно 400°С; 2) в присутствии MnO2, при температуре примерно 200°С. Свой ответ обоснуйте. Вычислите значение m в точке Х.

m, г

Х

.

τ, мин Изменение массы KClO3 при разложении

(6 баллов)

5

РЕШЕНИЕ ЗАДАНИЙ Всего: 25 баллов Задание 1 (3 балла) 1. Истинная формула урановой смолки (по Менделееву) – 1 балл U3O8.

На 240 ⋅ 3 = 720 г урана приходится 8 ⋅ 16 = 128 г кислорода. 2. Если А(U) = 120 г/моль, то для формулы UхOу: 720 128 х: у = = 6:8 = 3: 4 . : 120 16 Соответственно, формула урановой смолки по Берцелиусу – U3O4.

1 балл

3. Если А(U) = 180 г/моль, то для формулы UхOу: 720 128 х: у = = 4 : 8 = 1: 2 . : 180 16 Соответственно, формула урановой смолки по Армсронгу – UO2.

1 балл

Ответ: формула урановой смолки по Берцелиусу могла бы писаться – U3O4, по Армстронгу – UO2 Задание 2 (4 балла) Например. При сливании растворов сильной одноос- 2 балла новной кислоты и щелочи протекает реакция нейтрализации: NaОH + HСl = NaCl + H2O. Например. При опускании раскаленного уголька в со- 2 балла суд с кислородом протекает реакция с образованием оксида углерода (IV): О2 + С = СО2. а при пропускании кислорода над раскаленным углем (русская печь) образуется и другой продукт – оксид углерода (II): 2С + О2 = 2СО.

6 Задание 3 (6 баллов) 1. Продукты окисления железа при взаимодействии с кислотой не образуют водород. Поэтому весь водород, выделившийся при взаимодействии, образуется в реакции с железом: 2,80 л (1) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2. 1 моль 2 моль 1 моль

1 балл

0,5 2. Масса кислоты, взаимодействующая с железом, равна: m(НСl) = V ⋅ ρ ⋅ ω = 174,3 см3 ⋅ 1,047 г/см3 ⋅ 0,100 = баллов = 18,25 г. 3. í(Н 2 ) =

V Vm

=

2,80 л 22,4 л/моль

= 0,125 моль .

1,5 баллов

По уравнению реакции (1) ν(Н2) = ν (Fe) = 0,125 моль, и масса железа составляет: m(Fe) = ν ⋅ М = 0,125 моль ⋅ 56 г/моль = 7,0 г. Значит, исходная масса содержит оксиды железа и их масса равна: m(FeхОу) = 16,0 – 7,0 = 9,0 г. 0,5 4. Согласно уравнению реакции (1) ν(Fe):ν (НСl) = 1:2 = = 0,125 моль : 0,25 моль, тогда масса израсходованной кислоты баллов составит: m(НСl) = 0,25 моль ⋅ 36,5 г/моль = 9,125 г, т.е. половину из прибавленной. 1,5 5. Оксидами железа могут быть FeO, Fe2O3 или смешанбаллов ный оксид Fe3O4. В общем случае – FeхОу. (2) FeхОу + 2уHCl = хFeCl2у/х + уH2О. 6. На 9,0 г оксида железа пошла оставшаяся масса соляной кислоты – 9,125 г. Составляем уравнение и решаем: 9,0 9,125 = х = у. ; 56 х + 16 у 2 у ⋅ 36,5 Значит, в исходной смеси содержался оксид железа FeO.

1 балл

Ответ: состав исходных продуктов – 7,0 г Fe и 9,0 г FeO

7 Задание 4 (6 баллов) 1 способ. 1. По закону Авогадро: m(СО 2 ) М (СО 2 ) , = mвозд М возд

2 балла

m(СО 2 ) − mвозд М (СО 2 ) − М возд . = mвозд М возд Отсюда 153,72 − 152,34 = 44 − 29 и масса воздуха в mвозд 29

или

колбе равна: mвозд = 2,69 г. 2. Масса пустой колбы mколбы = 152,34 – 2,69 = 149,65 г. Масса неизвестного газа Х: m(Х) = 151,23 – 149,65 = = 1,58 г.

1 балл

3. По закону Авогадро: mвозд М возд , = m( Х ) М ( Х ) отсюда m( Х ) 1,58 г = 29 г/моль ⋅ = 17 г/моль М ( Х ) = М возд ⋅ mвозд 2,69 г Значит, газ с резким неприятным запахом – это аммиак. M(NH3) = 17 г/моль.

3 балла

2 способ (более рациональный). Изменение массы колбы при замене воздуха другим газом пропорционально разности их молярных масс:

6 баллов

М (СО 2 ) − М возд m(СО 2 ) − mвозд . = М возд − М ( Х ) mвозд − m( Х )

Подставляем значения: 44 − 29 153,73 − 152,34 . = 29 − М ( Х ) 152,34 − 151,23 Отсюда М(Х) = 17 г/моль. Значит, газ с резким неприятным запахом – это аммиак NH3. Ответ: вещество Х – аммиак

8 Задание 5 (6 баллов) 1. При первом условии: o

400 C

4KClO 3

3KClO 4 + KCl.

(1)

2 балла

Согласно закону сохранения массы веществ, изменения массы для данного уравнения нет, так как летучих продуктов не образуется. График изменения массы m от времени τ не изменится (был бы прямолинейным). 2. При втором условии:

2KClO3

MnO2 o

200 C

2KCl + 3O2 .

(2)

2 балла

Уравнение (2) условию графика удовлетворяет. 3. ν ( KClO ) = m = 3

M

61,25 г = 0,500 моль 122,5 г/моль

2 балла

По уравнению реакции ν(KClO3) = ν(KCl) = 0,500 моль. М(KCl) = 74,5 г/моль. Оставшаяся масса образца m после реакции составляет: m = 0,500 моль ⋅ 74,5 г/моль = 37,25 г, что соответствует значению точки Х. Ответ: значение массы m в точке Х равно 37,25 г

9

10 КЛАСС ЗАДАНИЯ 1. По объему производства полимеры в несколько раз превосходят цветные металлы. Однако прогресс в создании полимеров сдерживается их высокой возгораемостью. Так, теплотворная способность полиолефинов, полиметилметакрилата и др. составляет 27000–46000 кДж/кг, тогда как для древесины она равна 19000 кДж/кг. Некоторым решением вопроса явилось использование антипиренов, которые вводятся в полимеры и другие материалы для снижения их горючести. Хлорпарафины, используемые в качестве антипиренов, получаются хлорированием смеси алканов состава С20–С25. Согласно требованиям технических условий (ТУ), хлорпарафин (ХП-1100) должен содержать хлор в количестве не менее 70%. Рассчитайте, сколько атомов хлора в среднем будет входить в состав молекулы хлорпарафина С20 при 70%-ном содержании в ней хлора. (3 балла) 2. Кристаллы металлической меди имеют кубическую элементарную ячейку, в которой находятся 4 атома меди. С помощью рентгеновских методов исследования установлено, что длина ребра этой элементарной ячейки составляет 3,610 Å (1 Å = 1 ⋅ 10–10 м). Плотность меди равна 8,920 г/см3, ее относительная атомная масса – 63,54. На основании этих данных рассчитайте число Авогадро. (4 балла) 3. При пропускании смеси N2 и NO2, средняя молярная масса которой равна 40 г/моль, через раствор NaOH образовалось 77 г смеси солей, в которой число моль каждой соли одинаково. Рассчитайте число моль каждого газа в исходной смеси. (4 балла) 4. В химической лаборатории случайно разбили ртутный термометр. Мельчайшие капельки ртути разлетелись в разные стороны. За счет большой общей поверхности ртути интенсивность ее испарения велика. В помещении лаборатории может создаться концентрация паров ртути больше, чем предельно допустимая

10 (ПДК паров ртути составляет 0,01 мг/м3). Предложите сотрудникам лаборатории один-два достаточно простых способа демеркуризации (так называют процесс очистки за счет связывания ртути). Опишите эти способы. Составьте уравнения соответствующих реакций. Какое влияние пары ртути оказывают на организм человека? (5 баллов) 5. Сера и алюминий, содержащиеся в смеси, прореагировали друг с другом. Продукт реакции обработали горячей водой. Часть выделившегося газа пропустили через хлорную воду, отделили выпавший осадок, а к раствору добавили избыток нитрата серебра. Образовалось 8,61 г белого творожистого осадка. Оставшуюся часть газа пропустили через 145 мл 10%-ного раствора сульфата меди (II) плотностью 1,10 г/мл, в результате чего массовая доля сульфата меди (II) в растворе понизилась до 6,09%. Напишите уравнения всех реакций. Рассчитайте массу серы, вступившей в реакцию. (9 баллов)

11

РЕШЕНИЕ ЗАДАНИЙ Всего: 25 баллов Задание 1 (3 балла) 1. Состав молекулы хлорпарафина с 20 атомами угле- 1 балл рода можно выразить формулой С20H42–xClx. Его молярная масса М составляет: (240 + (42 – х) + 35,5х) = (282 + 34,5х) г/моль. 2. Так как хлора в хлорпарафине содержится 70%, то можно записать: 35,5 х = 0,70; отсюда х = 17,4. 282 + 34,5 х 3. Однако значение х должно быть целочисленным. Если взять х = 17, содержание хлора не достигнет 70%, что противоречит техническим условиям. Значит, х = 18.

1 балл

1 балл

Ответ: в состав молекулы хлорпарафина С20 при требованиях ТУ в среднем должно быть 18 атомов хлора Задание 2 (4 балла) 1. Необходимо длину и плотность привести к одной единице измерения – см3. Объем элементарной ячейки составляет: V = 3,6103 Å3 = 47,05 Å3 = 4,705 ⋅ 10–23 см3.

1 балл

2. Масса четырех атомов меди, содержащихся в эле- 2 балла ментарной ячейке, равна: m = V ⋅ ρ = 47,05 ⋅ 10–24 см3 ⋅ 8,920 г/см3 = 4,197 ⋅ 10–22 г. Масса одного атома в четыре раза меньше и равна: m0 = 1,049 ⋅ 10–22 г. 3. Молярная масса меди равна М = 63,54 г/моль. Число Авогадро можно рассчитать как 63,54 г/моль М 23 NA = = = 6,057 ⋅ 10 ат/моль . − 24 m 104,9 ⋅ 10 г/ат

1 балл

0

Ответ: NА = 6,057 ⋅ 1023 ат/моль

12 Задание 3 (4 балла) 1. 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O Исходная смесь содержала х моль NO2 и y моль N2. При взаимодействии NO2 с раствором NaOH образуется эквимолярная смесь NaNO3 (М = 85 г/моль) и NaNO2 (М = 69 г/моль). 2. Масса смеси солей, полученной из х моль NO2, равна: m = 0,5x ⋅ 85 + 0,5x ⋅ 69 = 77 г. Отсюда х = 1 моль (NO2). Средняя молярная масса смеси NO2 (M = 46 г/моль) и N2 (M = 28 г/моль) составляет: 46 х + 28 y 46 + 28 y Мср = = = 40. х+ y 1+ y Отсюда y = 0,5 моль (N2). Итак, исходная смесь содержала 1 моль NO2 и 0,5 моль N2.

1 балл

3 балла

Ответ: исходная смесь содержала 1 моль NO2 и 0,5 моль N2 Задание 4 (5 баллов) 1 способ. Hg + S = HgS. Сульфиды ртути нелетучи, поэтому всю площадь, на которой может находится мелкодисперсная ртуть, засыпают порошком серы («серным цветом»). Процесс демеркуризации в этом случае довольно продолжителен. 2 способ.

2Hg + 2FeCl3 = 2FeCl2 + Hg2Cl2.

1 балл 1 балл

1 балл

Концентрированным раствором хлорида железа (III) заливают очищаемую поверхность. Реакция также протекает медленно.

1 балл

Пары ртути чрезвычайно ядовиты, накапливаются в организме, легко сорбируются легочной тканью. Ионы ртути образуют многочисленные соединения с молекулами белка – ферментами, поэтому они нарушают обмен веществ, поражают нервную систему.

1 балл

13 Задание 5 (9 баллов) 1. 3S + 2Al = Al2S3; Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑; H2S + Cl2 = S↓ + 2HCl; HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3; H2S + CuSO4 = CuS↓ + H2SO4.

по (1) 1 баллу (2) (3) за ур-е (4) (5)

2. Пусть х – количество моль H2S, вступившего в реакцию (3), y – количество моль H2S, вступившего в реакцию (5). По реакциям (3) и (4) из одного моль H2S получается два моль AgCl – 2х. 8,61 г m ( AgCl) Тогда 2 х = ; = М ( AgCl) 143,5 г/моль

1 балл

отсюда х = 0,0300 моль. 3. Первоначальная масса СuSO4 в растворе составляет: m = V ⋅ ρ ⋅ ω = 145 мл ⋅ 1,10 г/мл ⋅ 0,1 = 15,95 г, что равно 0,10 моль (М(CuSO4) = 159,5 г/моль).

1 балл

4. После пропускания y моль H2S в осадок выпало y моль CuS. Масса раствора стала: (159,5 + 34y – 95,5y) г = (159,5 – 61,5у) г (М(H2S) = 34 г/моль; М(СuS) = 95,5 г/моль). Масса CuSO4 в этом растворе (0,1 – y) ⋅ 159,5 г. Для 6,09%-ного раствора: ( 0,1 − y ) ⋅ 159,5 = 0,0609; отсюда y = 0,0400 моль. 159,5 − 61,5 у

1 балл

5. Всего при взаимодействии серы с алюминием получилось (х + y) моль H2S. Значит, серы было тоже (х + y) моль = 0,070 моль. Следовательно, масса серы равна: m(S) = ν(S) ⋅ M(S) = 0,0700 моль ⋅ 32,0 г/моль = 2,24 г.

1 балл

Ответ: масса вступившей в реакцию серы составляет 2,24 г

14

11 КЛАСС ЗАДАНИЯ 1. К 20,0 г смеси карбоната кальция и гидрокарбоната калия прибавлен избыток соляной кислоты. Выделившийся при этом газ пропущен через избыток баритовой воды (Ba(OH)2). Какова масса образовавшегося при этом осадка? (3 балла) 2. Смесь метана и этилена со средней молекулярной массой 22 подверглась неполному гидрированию, после чего ее плотность по водороду стала равной 11,25. Какая часть этилена подверглась гидрированию? (4 балла) 3. Бензилбензоат (бензиловый эфир бензойной кислоты C6H5COOCH2C6H5) – душистое вещество, применяется в качестве фиксатора запаха и растворителя некоторых душистых веществ, а также в медицине (лечение некоторых кожных заболеваний). Предложите способ получения бензилбензоата исходя из н-гептана – продукта ректификации нефти, укажите условия проведения реакций. (5 баллов) 4. При количественной межмолекулярной дегидратации смеси двух одноатомных спиртов неизвестного строения выделилось 10,8 г воды и образовалось 36,0 г смеси трех органических соединений в равных молярных соотношениях и принадлежащих к тому же классу органических соединений. Каково строение исходных спиртов? (6 баллов) 5. Цинковую пластинку массой 13,2 г опустили в 300,0 г раствора нитрата железа (III) с массовой долей соли 11,34%. После некоторого выдерживания пластинки в растворе ее вынули, при этом оказалось, что массовая доля нитрата железа (III) стала равной массовой доле образовавшейся соли цинка. Определите массу пластинки, после того как ее вынули из раствора. (7 баллов)

15

РЕШЕНИЕ ЗАДАНИЙ Всего: 25 баллов Задание 1 (3 балла) 1. В настоящей задаче указана общая масса смеси, но 1 балл не указан ее состав. В данном случае это не имеет значения, так как молярные массы карбоната кальция и гидрокарбоната калия одинаковы (!). M(CaCO3) = M(KHCO3) = 100,0 г/моль. Поэтому, зная массу смеси, можно найти суммарное число молей CaCO3 и KHCO3. m(смеси) 20,0 г = = 0,200 моль . ν (CaCO3 + KHCO3 ) = M 100,0 г/моль 2. И CaCO3, и KHCO3 взаимодействуют с соляной кислотой с образованием углекислого газа: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑;

(1)

KHCO3 + HCl = KCl + H2O + CO2↑;

(2)

1 балл

Как следует из этих уравнений, соотношения между CaCO3 и CO2 и между KHCO3 и CO2 одинаковы: ν(CaCO3) : ν1(CO2) = ν(KHCO3) : ν2(CO2) = 1 : 1 Таким образом, общее количество выделяющегося в результате реакций (1) и (2) CO2, равно: ν(CO2) = ν(CaCO3 + KHCO3) = 0,200 моль. 3. Оксид углерода (IV) при взаимодействии с баритовой водой (насыщенный раствор Ba(OH)2) образует нерастворимый карбонат бария: CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + H2O.

1 балл

(3)

Согласно этому уравнению, ν(BaCO3) = ν(CO2) = 0,200 моль. m(BaCO3) = ν(BaCO3) ⋅ M(BaCO3) = 0,200 моль ⋅ 197 г/моль = = 39,4 г. Ответ: масса выпавшего осадка BaCO3 составляет 39,4 г

16 Задание 2 (4 балла) 1. Рассмотрим состояние газовой смеси до гидрирова- 2 балла ния. Обозначим объемную долю метана (ϕ(CH4)) за x, объемную долю этилена (ϕ(C2H4)) – за y. Тогда, зная относительные молекулярные массы метана (Mr(CH4) = 16) и этилена (Mr(C2H4) = 28), можно записать следующее уравнение: 16x + 28y = 22. Так как в смеси содержатся только метан и этилен, то можно записать следующее уравнение: x + y = 1. Решая систему уравнений 16 x + 28 y = 22 , получаем х = 0,5 и y = 0,5.  x + y = 1 2. После реакции гидрирования общий объем смеси не 2 балла изменился:

CH2 CH2 + H2

Pt

CH3CH3.

Поэтому объемная доля метана (так как он не участвовал в реакции) осталась той же. Если обозначить объемную долю образовавшегося этана за z, то объемная доля этилена уменьшилась и составила y – z = 0,5 – z. Молекулярная масса смеси после гидрирования составляет M r (смеси ) = DH 2 (смеси ) ⋅ M r ( H 2 ) = 11,25 ⋅ 2 = 22,5 ; Mr(С2H6) = 30. Можно записать следующее уравнение для смеси после реакции гидрирования: 16 ⋅ 0,5 + 28 ⋅ (0,5 – z) + 30 ⋅ z = 22,5. Решая это уравнение, получаем, что z = 0,25. Итак, объемная доля этилена до реакции составляла y = 0,5, после реакции – y – z = 0,5 – z = 0,5 – 0,25 = 0,25. Очевидно, что доля прореагировавшего этилена составляет z 0,25 = = 0,5 , или 50% y 0,5 Ответ: гидрированию подверглось 50% этилена

17 Задание 3 (5 баллов) За каждую реакцию по 1 баллу, но не более чем 5 баллов в сумме. Способ 1. CH3 CH3(CH2)5CH3

Cr2O3/Al2O3, 400-500°C -4H2 KMnO4 (H+) COOH Cl2, hv -HCl

NaOH -H2O CH2Cl

O C O CH2

COONa +

-NaCl

Способ 2. CH2OH

NaOH (водн.)

...

CH2Cl

HOOC

O +

H+ -H2O

C O CH2

Способ 3. ...

CH2OH

NaOH (водн.)

O +

+

CH2Cl

H -H2O

SOCl2

...

-HCl, -SO2 COOH

O C

Cl

C O CH2

18 Задание 4 (6 баллов) 1,5 1. При межмолекулярной гидратации спиртов образуются простые эфиры. При межмолекулярной гидратации баллов двух спиртов образуется смесь простых эфиров, согласно следующим схемам реакций: R–OH + R–OH → R–O–R + H2O;

(1)

R’–OH + R’–OH → R’–O–R’ + H2O;

(2)

R’–OH + R–OH → R’–O–R + H2O;

(3)

где R и R’ – алкильные радикалы. 1,5 2. При реакциях (1–3) выделилось 10,8 г воды, что собаллов ставляет: m 10,8 г ν= = = 0,60 моль . M 18 г/моль Согласно уравнениям 1–3 общее количество, образовавшихся простых эфиров: ν(эфиров) = ν(H2O) = 0,60 моль. Поскольку эфиры образуются в равных мольных соотношениях, то: ν(ROR) = ν(ROR’) = ν(R’OR’) = 0,20 моль. 3. Пусть R = CnH2n+1, а R’ = CmH2m+1, тогда: M(ROR) = 2 ⋅ (12n + 2n + 1) + 16 = 28n + 18; M(R’OR’) = 2 ⋅ (12m + 2m + 1) + 16 = 28m + 18; M(ROR’) = 12n + 2n + 1 + 12m + 2m + 1 + 16 = 14n + + 14m + 18.

1,5 баллов

4. m(эфиров) = m(ROR) + m(R’OR’) + m(ROR’) = = ν(ROR) ⋅ M(ROR) + ν(R’OR’) ⋅ M(R’OR’) + ν(ROR’) х х M(ROR’) = 0,20 ⋅ (28n + 18) + 0,20 ⋅ (28m + 18) + + 0,20 ⋅ (14n + 14m + 18) = 0,20 ⋅ (42n + 42m + 54) = 36; 42n + 42m = 126; n + m = 3; Отсюда n = 1 и m = 2.

1,5 баллов

Ответ: исходная смесь спиртов состоит из метанола (CH3OH) и этанола (C2H5OH)

19 Задание 5 (7 баллов) 1. Напишем уравнение реакции, отражающее химизм процессов, описанных в задаче. Согласно значениям ЭДС реакция может протекать в две стадии: Zn + 2Fe(NO3)3 = 2Fe(NO3)2 + Zn(NO3)2; Zn + Fe(NO3)2 = Fe + Zn(NO3)2. И суммарно: х, г 34,0–х, г 3Zn + 2Fe(NO3)3 = 2Fe + 3Zn(NO3)2. 65 г/моль 242 г/моль 56 г/моль 189 г/моль

3 балла

2. Найдем массу нитрата железа (III) в растворе: m(Fe(NO3)3) = ω(Fe(NO3)3) ⋅ mр-ра = 0,1134 ⋅ 300,0 г = 34,0 г.

0,5 баллов

2. После того как вынули пластинку из раствора, массовые доли нитрата железа (III) и нитрата цинка стали равными, это значит, что массы нитрата железа (III) и нитрата цинка одинаковы: m(Fe(NO3)3) = m(Zn(NO3)2).

1 балл

3. Обозначим m(Zn(NO3)2) = х г. Тогда m(Fe(NO3)3) = = (34,0 – х) г. По уравнению реакции х . Отсюда х = 18,4 г. 34,0 − х = 2 ⋅ 242 3 ⋅ 189 Найдем количество вещества нитрата цинка: m( Zn(NO3 ) 2 ) 18,4 г ν (Zn(NO3 ) 2 ) = = = 0,0974 моль. M (Zn(NO3 ) 2 ) 189 г/моль 4. Согласно уравнению реакции ν(Zn(NO3)2) = ν(Zn) = 0,0974 моль; m(Zn) = ν(Zn) ⋅ М(Zn) = 0,0974 ⋅ 65,0 г/моль = 6,33 г. 2 ν ( Fe ) = ν ( Zn(NO 3 ) 2 ) = 0,0649 моль ; 3

1 балл

1 балл

m(Fe) = ν(Fe) ⋅ М(Fe) = 0,0649 моль ⋅ 56,0 г/моль = 3,63 г.

0,5 5. Масса цинковой пластинки после реакции складывается из исходной массы пластинки за вычетом прореаги- баллов ровавшего цинка и массы осадившегося железа: m(пластинки) = m(пластинки до реакции) – m(Zn) + + m(Fe) = 13,2 г – 6,33 г + 3,63 г = 10,5 г. Ответ: масса пластинки после реакции составит 10,5 г