Меню сайту

Статистика

Онлайн всього: 1

Гостей: 1

Користувачів: 0

робота з обдарованими учнями

Девятый класс 30/01

Задача 9-1

«Когда в густой крепкой купоросной водке, с которой четыре доли воды смешано, влитую

в узкогорлую стклянку, положены будут железные опилки, тогда выходящий пар от

свечного пламени загорается… Иногда случается, что загоревшийся пар стклянку с

великим треском разрывает» (М. В. Ломоносов, Полное собрание сочинений, – М.: 1953,

т. 1, стр. 474).

Вопросы:

1. Определите массовую долю (%) растворённого вещества в разбавленной «купоросной

водке», если исходная массовая доля в «крепкой купоросной водке» составляла 98 %, а

доли воды при разбавлении были взяты по массе.

2. Напишите уравнения реакций железа с раствором «купоросной водки» и горения

«выходящего пара».

3. Напишите 3 уравнения реакций, которые могут протекать при взаимодействии

железных опилок с раствором «купоросной водки» в зависимости от ее концентрации

4. Определите соотношение объёмов разбавленного раствора «купоросной водки»

(плотность 1,2 г/см3) и «выходящего пара» при нормальных условиях, если принять

протекание химических процессов количественными.

Задача 9-2

Ниже представлена таблица, описывающая взаимодействие растворов бинарных солей

калия и элементов X1, X2, X3 и X4, расположенных в одной группе периодической

таблицы, с растворами нитратов серебра, свинца и ртути.

AgNO3 Pb(NO3)2 Hg(NO3)2

KX1 ↓жёлтый осадок ↓жёлтый осадок

↓красно-оранжевый

осадок

KX2 ↓белый осадок ↓белый осадок изменений нет

KX3 изменений нет ↓белый осадок изменений нет

KX4 ↓светло-жёлтый осадок ↓светло-жёлтый осадок ↓белый осадок

Вопросы:

1. Определите соли элементов X1, X2, X3 и X4.

2. Напишите уравнения взаимодействия бинарных солей элементов X1, X2, X3 и X4 с

нитратами серебра, свинца и ртути. В уравнениях обязательно укажите вещество,

выпадающее в осадок.

3. Напишите уравнения взаимодействия твёрдых бинарных солей калия элементов X1, X2,

X3 и X4 с концентрированной серной кислотой.

4. При взаимодействии смеси сухих солей LiX2, NaX2 и KX2 массой 5,85 г с

концентрированной серной кислотой образовалось 12,0 г гидросульфатов. Определите

объём (при 30 °С и 130 кПа) газа, который может выделится.

Задача 9-3

Элемент Х образует большое количество кислородсодержащих кислот. Примерами

этих кислот являются неорганические кислоты 1–4, причём все они имеют разную

основность. В состав молекул кислот 1–3 входит по три атома водорода, а число атомов

кислорода в ряду кислот 1–3 увеличивается на единицу.

Ниже приведены данные о содержании водорода и элемента Х в кислотах 3 и 4.

Содержание элементов (% по массе)

Кислота

H X

3 3,09 31,6

4 2,27 34,8

Вопросы:

1. Назовите элемент Х. Напишите уравнение реакции промышленного получения

простого вещества, образованного элементом Х.

2. О каких кислотах 1–4 идёт речь в условии задачи? Заполните таблицу:

Формула кислоты

Кислота

молекулярная

графическая

(структурная)

Название Основность

Степень

окисления Х

в кислоте

3. Напишите уравнения химических реакций каждой из кислот 1–4 с раствором

гидроксида натрия с образованием средних солей.

4. Кислоты 1 и 2 в окислительно-восстановительных реакциях выступают в роли

восстановителей. Приведите уравнения химических реакций этих кислот с раствором

перманганата калия, подкисленным серной кислотой.

5. Напишите уравнения реакций (с указанием условий их проведения), с помощью

которых из простого вещества, образованного элементом Х, можно получить кислоты 3 и

Задача 9-4

Газ Х находит широкое применение в медицине, в том числе в качестве

компонента смеси для анестезии. Газ Y применяется в медицине как наркоз. Оба газа

образуют взрывчатые смеси с водородом (реакции 1а и 1б). Тлеющая лучинка вспыхивает

при внесении в них. Отличить X от Y можно смешением равных объёмов анализируемых

газов с оксидом азота (II). Смесь газа X с оксидом азота (II) окрашивается в оранжево-

красный (бурый) цвет (реакция 2). Для медицинской практики важна чистота препарата.

Для установления отсутствия примеси A газ X пропускают через водный раствор нитрата

диамминсеребра. В случае наличия примеси A раствор чернеет (реакция 3). Про вещество

A известно, что оно не имеет запаха и легче X. Для проверки наличия примеси B газ X

пропускают через насыщенный раствор гидроксида бария (реакция 4). Смесь газов B и Х

не имеет запаха. Для количественного определения содержания X газ медленно

пропускают через раствор, содержащий хлорид аммония и аммиак, туда же помещают

взвешенный кусочек медной проволоки. В результате образуется ярко-синий раствор

(реакция 5).

Вопросы.

1. Определите X и Y; ответ обоснуйте. Назовите эти вещества. Изобразите формулы,

передающие их строение.

2. Какие примеси A и B должны отсутствовать в медицинском препарате? Назовите эти

вещества. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства A. Напишите

уравнения упомянутых в тексте реакций 1–5.

3. Напишите уравнения реакций X с белым фосфором и PtF6 (реакции 6, 7). Напишите

уравнение реакции Y с белым фосфором и перманганатом калия в кислой среде

(реакции 8, 9).

4. Напишите по одному способу получения препаратов X и Y. Какие примеси могут

содержать препараты, полученные предложенным Вами способом?

Задача 9-5

Кое-что о гемоглобине

Гемоглобин – основной белок дыхательного цикла, который переносит кислород от

органов дыхания к тканям и углекислый газ от тканей к органам дыхания. Гемоглобин

содержится в крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных.

Нарушения строения гемоглобина вызывают заболевания крови – анемии.

1. Молярную массу гемоглобина определяли с помощью измерения осмотического

давления его раствора. Было установлено, что раствор 20 г гемоглобина в 1 л воды имеет

осмотическое давление 7,52·10–3 атм при 25 °C. Рассчитайте молярную массу гемоглобина.

2. Для определения теплового эффекта реакции связывания кислорода с гемоглобином

100 мл водного раствора, содержащего 5,00 г дезоксигенированного гемоглобина,

насыщали кислородом в теплоизолированном сосуде. После полного насыщения

гемоглобина кислородом температура раствора изменилась на 0,031 °C. Повысилась или

понизилась температура раствора? Объясните ваш ответ.

3. Рассчитайте тепловой эффект реакции на моль кислорода, учитывая, что 1 моль

гемоглобина способен присоединить 4 моль кислорода. Теплоёмкость раствора

Cp = 4,18 Дж·К–1·мл–1.

Для справки. Осмотическое давление π раствора связано с его молярной концентрацией с

уравнением: π = cRT .

) 9 КЛАС

Тестові завдання (10 балів). У завданнях 1-10 потрібно вибрати одну правильну відповідь. Правильна відповідь на кожне завдання - 1 бал.

Яка конфігурація зовнішнього електронного шару атома Сульфуру з ступенем окислення –2?

а) 3s²p²б) 3s²p⁴в) 4s²p⁴г) 3s²p⁶

2. В якій сполуці ступінь окислення Нітрогену дорівнює +3?

а) Cu(NO)₃ б) NO₂ в) NH₄CI г) Ca(NO₂)₂

3. Який з вказаних оксидів утворює кислоту типу Н₂ЕО₃?

а) SO₃б) CO₂ в) N₂O₃ г) P₂O₅

4. Як можна підвищити вихід аміаку в рівноважній системі 3H₂+N₂⇄ 2NH₃, ΔH= –92,4 кДж?

А) підвищити температуру Б) підвищити тиск

В) підвищити кількість каталізатору Г) підвищити об’єм реакційної суміші

Яка з наведених речовин у воді розчиняється краще, ніж в неполярному розчиннику?

А) HCl Б) I₂ В) C₅H₁₂ Г) CHCl₃

6. В розчині якої солі реакція середовища внаслідок гідролізу буде кислою?

А) натрій ортофосфат Б) калій сульфат

В) калій нітрит Г) амоній йодид

Яка формула відповідає орто-формі кислоти, що відповідає оксиду Е₂О₅?

А) Н₃ЕО₄ Б) Н₂ЕО₃ В) НЕО₃ Г) Н₃ЕО₃

8. Який з металів пасивується холодною концентрованою сульфатною кислотою?

А)Au Б) Zn В) Cu Г) Fe

9. Яке твердження про силіцій та його сполуки є вірним?

А) силіцій розчиняється в концентрованій нітратній кислоті

Б) силікатна кислота менш стійка, ніж карбонатна

В) силікатна кислота сильніша за карбонатну

Г) силіцій розчиняється у флуоридній кислоті

10. Укажіть хімічний елемент, який утворюючи оксид у вищому ступені окислення, проявляє найбільш виражені кислотні властивості.

А) Силіцій Б) Фосфор В) Алюміній Г)Сульфур

II. Завдання (10 балів).

Напишіть рівняння хімічних реакцій, які можуть проходити між наступними речовинами: алюміній, силіцій (ΙV) оксид, натрій карбонат, натрій гідроксид, сульфатна кислота. (не менше 10 рівнянь).

III. Завдання (15 балів).

В закритій посудині підірвали 100 мл суміші водню, кисню та азоту. Після приведення суміші до первісних умов та конденсації водяної пари об’єм газової фази складав 64 мл. До одержаної суміші додали 100 мл повітря і знову підірвали (довели до вибуху). Об’єм одержаної газової суміші, яку привели до первісних умов, дорівнював 128 мл. Визначити об’ємну долю у відсотках компонентів вихідної суміші.

IV. Завдання (15 балів).

Скільки води та щавлевої (оксалатної) кислоти Н₂С₂О₄ ∙ 2Н₂О треба взяти для того, щоб при перекристалізації насиченого при 90⁰ С розчину шляхом охолодження до 10⁰ С одержати 20г Н₂С₂О₄ ∙ 2Н₂О? Розчинність безводної сполуки складає 120 та 5,3 г на 100 г води при 90⁰та 10⁰ відповідно.

V. Завдання (20 балів).

Класифікуйте перелічені частинки як кислоти, основи та амфотерні згідно із теоріями Ареніуса (а); Брьонстеда – Лоурі (б); Льюїса (в): HCl, OH^-, [CO₃]^2-, HF, NH₃, BF₃, [H₂PO₄]^-, [NH₄]⁺, FeCl₃, CN^-, Al(OH)₃, CO₂, H⁺, H₂O.

10 КЛАС

I. Тестові завдання (10 балів). У завданнях 1-10 потрібно вибрати одну правильну відповідь. Правильна відповідь на кожне завдання - 1 бал.

Газ і розчин речовини, в якому набуває малинове забарвлення фенолфталеїн, утворюється при взаємодії:

1) води з кальцій оксидом; 2) цинку з хлоридною кислотою;

3)натрію з водою; 4) сульфатної кислоти з натрій сульфітом.

2. Скорочене іонне рівняння H⁺ + [OH]^- = H₂O відповідає взаємодії:

1) хлоридної кислоти з алюміній гідроксидом; 2) хлоридної кислоти з натрій гідроксидом;

3) карбонатної кислоти с натрій гідроксидом; 4) карбонатної кислоти з алюміній гідроксидом

3. Послідовності оксид-гідроксид-сіль відповідає ряд речовин:

1)H₂O – LiOH – KCN; 2)OF₂ – NaOH – PbI₂;

3)P₂O₅–ZnSO₄–KOH; 4) CaO – HCl – NaOH.

4. Бромну воду не знебарвлюють речовини, зазначені в парі:

1) етилен та ацетилен; 2) етан та етилен;

3) бензен та етан; 4) бензен та етилен

5. Яка з кислот в розчині однакової концентрації має більше значення ступеня дисоціації:

1) бромідна; 2) сульфітна; 3) сульфідна; 4) нітритна

6. Який продукт переважно утворюється при приєднанні однієї молекули HBr до бута-1,3-дієну за кімнатної температури:

1) 3-бромбут-1-єн; 2) 4-бромбут-1-єн; 3) 1-бромбут-2-єн; 4) 3-бромбут-2-єн

7. Виявити в розчині карбонат-іони можна за допомогою:

1) натрій гідроксиду; 2) нітратної кислоти; 3) натрій хлориду; 4) лакмусу

8. Який об'єм газу виділиться при розчиненні в надлишку хлоридної кислоти 14 г заліза:

1) 11,2 л; 2) 5,6 л; 3) 2,24 л; 4) газ не утворюється

9. Маса солі, що утворилася при взаємодії нітратної кислоти з 20 г натрій гідроксиду, дорівнює:

1) 40 г; 2) 42,5 г; 3) 63 г; 4) 85 г

10. Яка речовина реагує з водою при кімнатній температурі з утворенням водню:

1) залізо; 2) кальцій; 3) фосфор (V) оксид; 4) натрій оксид

II. Завдання (10 балів).

Чи можуть дві кислоти входити в реакцію одна з одною? Якщо так, то наведіть приклади таких реакцій.

IІІ. Завдання (15 балів).

Комплексні сполуки А та В мають однаковий склад: Co(NH₃)₅BrSO₄. Сполука А дає осад із розчином AgNO₃, але не з розчином BaCl₂. Сполука В, навпаки, дає осад із BaCl₂, але не з AgNO₃. Установіть склад внутрішньої та зовнішньої сфер комплексів А та В. Який тип ізомерії має місце в цьому випадку?

IV. Завдання (15 балів).

При нагріванні йодатної кислоти на повітрі утворюється тільки біла речовина А, маса якої у 1,054 рази менше від маси вихідної кислоти. Речовина А використовується для визначення наявності СО у деяких газових сумішах (наприклад у вихлопних газах автомобілів). Визначте будову речовини А. Запишіть її реакцію із СО. Як вона реагує с водою?

V. Завдання (20 балів).

Пропен хлорували при 700 К. Отриману монохлорпохідну А ввели в послідовність таких реакцій: 1) KCN(DMSO); 2) LiAlH₄; 3) NaNO₂ (HCl водн.).

Кінцевими продуктами, як з’ясувалось, були п’ять ізомерних спиртів. Відомо, що для одного з них можлива Z,E-ізомерія, один – має один хіральний центр, та жодний не є третинним.

Розшифруйте невідомі речовини, наведіть рівняння реакцій.
Запропонуйте механізм утворення вказаних спиртів.
Напишіть структурні формули оптичних ізомерів. Назвіть їх за R,S-номенклатурою.
Наведіть механізм хлорування пропену за високої температури.

Девятый класс 30.01
Задача 9-1 (автор – Жиров А. И.)
1. Пусть было 100 г концентрированного раствора. (Содержание «купоросной водки» –
серной кислоты – 98 г) Тогда масса добавленной воды составит 400 г. Общая масса
раствора – 500 г. Массовая доля серной кислоты составит 98 : 5 = 19,6 (%).
2. При взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой образуется сульфат
железа (II) и водород:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
2H2 + O2 = 2H2O
3. При более высокой концентрации кислоты наряду с водородом могут выделяться
сероводород и сера:
4Fe + 5H2SO4 = 4FeSO4 + H2S + 4H2O
3Fe + 4H2SO4 = 3FeSO4 + S + 4H2O
Концентрированная серная кислота образует оксид серы (IV) и cульфат железа (III):
2Fe + 6H2SO4 ⎯⎯→ to Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
4. Литр разбавленного раствора серной кислоты имеет массу 1200 г и содержит
0,196 · 1200 = 235,2 г серной кислоты, что составляет 2,4 моль кислоты. Тогда при полном
взаимодействии кислоты с железом выделяется 2,4 моль водорода или 2,4 · 22,4 =
53,76 (л). Объём выделяющегося водорода в 53,76 раз больше объёма разбавленной
серной кислоты (или объём кислоты в 53,76 раз меньше объёма водорода).
Система оценивания
1. Расчёт концентрации – 5 баллов
2. Реакция с железом – 2 балла
3. Горение водорода – 1 балл
4. Три реакции по 2 балла – 6 баллов
5. Соотношение объёмов – 6 баллов
ИТОГО: 20 баллов
Задача 9-2 (автор – Антонов А. А.)
1. Нитрат свинца и нитрат серебра являются качественными реагентами на галогены. При
этом фторид серебра является растворимым. Значит, зашифрованные элементы являются
галогенами. Фторид серебра, как указано выше, является растворимым, значит KX3 – KF.
Белый осадок при взаимодействии с нитратом серебра образуют хлориды, значит KX2 –
KCl. Самыми интенсивно окрашенными являются йодиды серебра и свинца, тогда KX1 –
KI, а KX4 – KBr.
KX1 – KI, KX2 – KCl, KX3 – KF, KX4 – KBr.
2.
AgNO3 Pb(NO3)2 Hg(NO3)2
KI
AgNO3 + KI →
→ AgI↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KI →
→ PbI2↓ + 2KNO3
Hg(NO3)2 + 2KI →
→ HgI2↓ + 2KNO3
KCl
AgNO3 + KCl →
→AgCl↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KCl →
→ PbCl2↓ + 2KNO3
─
KF ─
Pb(NO3)2 + 2KF →
→ PbF2↓ + 2KNO3
─
KBr
AgNO3 + KBr →
→AgBr↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KBr →
→ PbBr2↓ + 2KNO3
Hg(NO3)2 + 2KBr →
→HgBr2↓ + 2KNO3
3. KX1: 2KI + 3H2SO4 → 2KHSO4 + I2 + SO2 + 2H2O или
6KI + 7H2SO4 → 6KHSO4 + 3I2 + S + 4H2O или
8KI + 9H2SO4 → 8KHSO4 + 4I2 + H2S + 4H2O
KX2: KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑
KX3: KF + H2SO4 → KHSO4 + HF
KX4: KBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr↑ или
2KBr + 3H2SO4 → 2KHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O
Во всех случаях будет образовываться кислая соль, так как используется
концентрированная серная кислота, т. е. имеется значительный избыток кислоты.
4. Запишем уравнения всех реакций:
LiCl + H2SO4 → LiHSO4 + HCl↑
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑
KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑
Пусть во взаимодействия вступило x моль серной кислоты, тогда в результате выделилось
x моль хлороводорода. Масса реакционной смеси до взаимодействия 5,85 + 98x, а после
взаимодействия 12 + 36,5x. По закону сохранения массы
5,85 + 98x = 12 + 36,5x,
откуда x = 0,1 моль. Значит V = νRT/p = 0,1·8,31·303:130 = 1,94 л
Система оценивания:
1. По 1 баллу за верное определение каждого вещества (элемента) 4 балла.
Примечание для проверяющих: если угадана группа (т. е. что зашифрованы
галогены), но в неправильном порядке, то не более 1 балла за данный пункт.
2. 9 уравнений по 1 баллу. 9 баллов.
3. 4 уравнения по 1 баллу. 4 балла
Примечание для проверяющих: в реакции с бромом и йодом засчитывать любую одну
реакцию. Если вместо гидросульфатов указаны сульфаты, то 0,5 балла за реакцию.
4. По 0,5 балла за уравнения с хлоридами лития и натрия. За расчёт числа молей 1,5
балла.
За расчёт объёма 0,5 баллов. 3 балла.
ИТОГО: 20 баллов
Задача 9-3 (авторы – Архангельская О. В., Ильин М. А.)
1 – 2. Заметим, что сумма содержания указанных элементов в кислотах 3 и 4 отлична от
100 %. Поскольку перечисленные кислоты являются кислородсодержащими,
следовательно, помимо водорода и элемента Х в их состав входит кислород. Для
кислоты 3 соотношение H : O = 3,09/1,01 : 65,3/16,0 = 3,06 : 4,08 = 3 : 4, т. е. её формула –
Н3ХО4. Руководствуясь данными о содержании элемента Х в кислоте 3, найдём его
атомную массу: = ⇒ ( ) = 30,99
+ ( )
( )
ω( ) = X
X
X X r
r
r ,316 A
67,0 A
A 0 , т. е. элемент Х – фосфор.
Кислота 3 – H3PO4.
В промышленности фосфор получают при нагревании смеси фосфорита, песка и угля:
2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 ⎯1⎯60⎯0o⎯C→ P4↑ + 10CO↑ + 6CaSiO3.
Установим молекулярные формулы остальных кислот. Для кислоты 4:
2,25 :1,12 : 3,93 2 :1: 3,5 4 : 2 : 7, т.е.Н4Р2О7.
16,0
: 62,93
31,0
: 34,8
1,01
H : P :O = 2,27 = = =
Поскольку в состав молекул кислот 1–3 входит по три атома водорода, а число атомов
кислорода в ряду кислот 1–3 увеличивается на единицу, кислота 1 имеет молекулярную
формулу Н3PO2, а кислота 2 – H3PO3.
Теперь мы можем заполнить пропуски в таблице:
Формула кислоты
Кислота
молекулярная
графическая
(структурная)
Название
Основность
Степень
окисления Х
1 Н3PO2 P
O
H H
H O
Фосфорноватистая
кислота
1 +1
2 Н3PO3 P
O
O H
H O
H
Фосфористая
кислота
2 +3
3 Н3PO4 P
O
O O
H O
H H
Фосфорная
кислота
3 +5
4 Н4P2O7 P O P
O O
O
O
H
O H
H O
H
Пирофосфорная
кислота
4 +5
3. Н3PO2 + NaOH = NaH2PO2 + H2O Н3PO3 + 2NaOH = Na2HPO3 + 3H2O
Н3PO4 +3NaOH = Na3PO4 +3H2O Н4P2O7 + 4NaOH = Na4P2O7 + 4H2O
4. Фосфорноватистая и фосфористая кислоты проявляют восстановительные свойства и
обесцвечивают раствор перманганата калия:
10H3PO2 + 8KMnO4 + 7H2SO4 → 5Mn(H2PO4)2 + 3MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O;
10H3PO3 + 4KMnO4 + H2SO4 → 4Mn(H2PO4)2 +2КH2PO4 + K2SO4 + 6H2O.
5. Приведём один из возможных методов получения ортофосфорной и пирофосфорной
кислот из фосфора:
P + 5HNO3 конц. ⎯к⎯ип⎯яче⎯н⎯ие→ H3PO4 + 5NO2↑ + H2O;
2H3PO4 ⎯~⎯20⎯0o⎯C→ H4P2O7 + H2O.
Система оценивания:
1 – 2. Элемент Х 1,5 балла;
уравнение реакции получения фосфора 0,5 балла;
молекулярные формулы кислот 1– 4 0,5 балла × 4 = 2 балла;
графические формулы кислот 1 и 2 1 балл × 2 = 2 балла;
графические формулы кислот 3 и 4 0,5 балла × 2 = 1 балл;
название кислот 0,5 балла × 4 = 2 балла;
основность кислот 1 и 2 1 балл × 2 = 2 балла;
основность кислот 3 и 4 0,5 балла × 2 = 1 балл;
степень окисления фосфора в кислотах 0,5 балла × 4 = 2 балла;
3.Ууравнения реакций кислот 1 – 4 с КОН 0,5 балла × 4 = 2 балла;
4. Уравнения реакций взаимодействия кислот с KMnO4 1 балл × 2 = 2 балла;
Уравнения считать правильными, если в качестве продуктов написаны как кислые,
так и средние соли ортофосфорной кислоты.
5. Уравнения реакций получения кислот 3 и 4 1 балл × 2 = 2 балла;
ИТОГО 20 баллов.
Задача 9-4 (автор – Лебедева О. К.)
1. Условиям задания соответствуют кислород (O2) и оксид азота (I) (N2O). Реакция X с NO
позволяет заключить, что газ Х – кислород. Для наркоза и анестезии используют N2O (Y)
(или смесь кислорода с циклопропаном). Таким образом
X – O2 – кислород, дикислород
Y – N2O – веселящий газ, гемиоксид азота, оксид диазота, оксид азота (I),
закись азота.
По методу валентных связей молекулу кислорода можно представить как O=O. Для
молекулы N2O можно представить следующие формы записи
− + −
N = N−O,
+ −
N ≡ N−O,
− +
N = N = O ,
− ++ −
N = N−O .
Любая вышеприведённая форма записи может считаться правильной, кроме
N ≡ N = O , поскольку азот не может образовывать более четырёх ковалентных связей.
Формула N–O–N также не подходит, поскольку в молекуле остаётся четыре неспаренных
электрона.
2. Почернение раствора [Ag(NH3)2]NO3 говорит о том, что вещество A или образует с
ионами серебра осадки (коллоидные) чёрного цвета, или восстанавливает ионы серебра до
металла. Осадок чёрного цвета с ионами серебра даёт сульфид-ион, но сероводород не
подходит по описанию (запах, тяжелее кислорода). Значит, вещество А – это
восстановитель. Типичным восстановителем является оксид углерода (II) – CO.
Относительно вещества B ясно, что это оксид углерода (IV) – CO2, который вызывает
помутнение баритовой воды, и не имеет запаха.
Уравнения реакций
O2 + 2H2= 2H2O (реакция 1а)
N2O + H2 = N2 + H2O (реакция 1б)
O2 + 2NO = 2NO2 (реакция 2)
CO + 2[Ag(NH3)2]NO3 + 2H2O = 2Ag↓ + (NH4)2CO3 +2NH4NO3 (реакция 3)
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + H2O (реакция 4)
2Cu + O2 = 2CuO (реакция 5)
CuO + 2NH3 + 2NH4Cl = [Cu(NH3)4]Cl2 + H2O
Можно записать суммарное уравнение
2Cu + O2 + 4NH3 + 4NH4Cl = 2[Cu(NH3)4]Cl2 + 2H2O
3. Реакции кислорода
5O2 + P4 = P4O10 (реакция 6)
или
5O2 + 4P = 2P2O5
O2 + PtF6 = [O2][PtF6] (реакция 7)
10N2O + P4 = P4O10 + 10N2 (реакция 8)
или 5N2O + 2P = P2O5 + 5N2
5N2O + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 10NO + 2MnSO4 + K2SO4 +3H2O (реакция 9)
4. Следует иметь в виду, что речь идёт о получении медицинских препаратов, поэтому не
все реакции получения кислорода пригодны для этой цели. Кислород получают из воздуха
путём его сжижения. Возможные примеси – азот, инертные газы. Другая промышленная
реакция – электролиз водных растворов щёлочи
2H2O ⎯⎯⎯→ NaOH
2H2 + O2
Возможные примеси – пары воды (со следами щёлочи).
В лабораторных условиях
2KClO3 → 3O2 + 2KCl
(при каталитическом разложении возможно образование следов ClO2).
Удобными источниками кислорода могут быть так называемые «хлоратные свечи»
(NaClO3 + Fe + BaO2), кислород при этом образуется по реакции: 2NaClO3 = 3O2 + 2NaCl
(возможно образование следов ClO2).
Можно получать кислород из таблеток, содержащих хлорную известь и пероксид
натрия
CaOCl2 + Na2O2 + H2O = Ca(OH)2 + 2NaCl + O2 (в примесях может быть небольшое
содержание хлора)
Достаточно чистый кислород получают по реакции:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
Непригодны для получения препарата реакции
2HgO = 2Hg + O2
2Zn(NO3)2 = 2ZnO + 4NO2 + O2
Чаще всего N2O получают термическим разложением нитрата аммония
NH4NO3 = N2O + 2H2O
Образующийся газ загрязнён азотом и оксидом азота (II) NO.
Более чистый N2O получают по реакции
NH3OH+Cl– + NaNO2 = N2O + 2H2O + NaCl
Система оценивания.
1. Установление X и Y по 1 баллу 2 балла
Название (одно из возможных) по 1 баллу 2 балла
Строение (одно из возможных) по 1 баллу 2 балла
2. Установление A 1 балл
(если указано только, что А – восстановитель, без формулы) 0,5 балла
Установление B 1 балл
3. Уравнения десяти реакций по 1 баллу 10 баллов
4. По одному способу получения X и Y с указанием примесей
или с указанием отсутствия примесей 2 балла
ИТОГО 20 баллов
Примечание: реакция 5 может быть засчитана как два уравнения по 0,5 балла
или одно уравнение – 1 балл.
Задача 9-5 (автор – Каргов С. И.)
1. RT
MV
RT m
V
π = cRT = n = , откуда
1 10 м 7,52 10 101325 Па
20 10 кг 8,31 Дж моль K 298 К
3 3 3
3 1 1
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
=
π
= − −
− − −
V
M mRT = 65,0 кг⋅моль–1.
2. Температура раствора повысилась, потому что реакция связывания кислорода с
гемоглобином протекает с выделением теплоты, так как образуется химическая связь.
3. Общее количество выделившейся теплоты:
q = Cp · V · ΔT = 4,18 Дж·К–1·мл–1 · 100 мл · 0,031 К = 13 Дж.
Тепловой эффект реакции на моль кислорода:
65000 г моль 1
4 5 г
13 Дж
4 4
⋅ −
⋅
= = =
M
m
q
n
Q q = 42,0 кДж⋅моль–1.
Система оценивания
1. За правильный расчёт молярной массы гемоглобина 8 баллов
2. 2 балла за правильный ответ (выделение теплоты),
2 балла за правильное объяснение (образование химической связи) 4 балла
3. За правильный расчёт теплового эффекта реакции 8 баллов
ИТОГО

Девятый класс ответы
Задача 9-1 (автор – Жиров А. И.)
1. Пусть было 100 г концентрированного раствора. (Содержание «купоросной водки» –
серной кислоты – 98 г) Тогда масса добавленной воды составит 400 г. Общая масса
раствора – 500 г. Массовая доля серной кислоты составит 98 : 5 = 19,6 (%).
2. При взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой образуется сульфат
железа (II) и водород:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
2H2 + O2 = 2H2O
3. При более высокой концентрации кислоты наряду с водородом могут выделяться
сероводород и сера:
4Fe + 5H2SO4 = 4FeSO4 + H2S + 4H2O
3Fe + 4H2SO4 = 3FeSO4 + S + 4H2O
Концентрированная серная кислота образует оксид серы (IV) и cульфат железа (III):
2Fe + 6H2SO4 ⎯⎯→ to Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
4. Литр разбавленного раствора серной кислоты имеет массу 1200 г и содержит
0,196 · 1200 = 235,2 г серной кислоты, что составляет 2,4 моль кислоты. Тогда при полном
взаимодействии кислоты с железом выделяется 2,4 моль водорода или 2,4 · 22,4 =
53,76 (л). Объём выделяющегося водорода в 53,76 раз больше объёма разбавленной
серной кислоты (или объём кислоты в 53,76 раз меньше объёма водорода).
Система оценивания
1. Расчёт концентрации – 5 баллов
2. Реакция с железом – 2 балла
3. Горение водорода – 1 балл
4. Три реакции по 2 балла – 6 баллов
5. Соотношение объёмов – 6 баллов
ИТОГО: 20 баллов
Задача 9-2 (автор – Антонов А. А.)
1. Нитрат свинца и нитрат серебра являются качественными реагентами на галогены. При
этом фторид серебра является растворимым. Значит, зашифрованные элементы являются
галогенами. Фторид серебра, как указано выше, является растворимым, значит KX3 – KF.
Белый осадок при взаимодействии с нитратом серебра образуют хлориды, значит KX2 –
KCl. Самыми интенсивно окрашенными являются йодиды серебра и свинца, тогда KX1 –
KI, а KX4 – KBr.
KX1 – KI, KX2 – KCl, KX3 – KF, KX4 – KBr.
2.
AgNO3 Pb(NO3)2 Hg(NO3)2
KI
AgNO3 + KI →
→ AgI↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KI →
→ PbI2↓ + 2KNO3
Hg(NO3)2 + 2KI →
→ HgI2↓ + 2KNO3
KCl
AgNO3 + KCl →
→AgCl↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KCl →
→ PbCl2↓ + 2KNO3
─
KF ─
Pb(NO3)2 + 2KF →
→ PbF2↓ + 2KNO3
─
KBr
AgNO3 + KBr →
→AgBr↓ + KNO3
Pb(NO3)2 + 2KBr →
→ PbBr2↓ + 2KNO3
Hg(NO3)2 + 2KBr →
→HgBr2↓ + 2KNO3
3. KX1: 2KI + 3H2SO4 → 2KHSO4 + I2 + SO2 + 2H2O или
6KI + 7H2SO4 → 6KHSO4 + 3I2 + S + 4H2O или
8KI + 9H2SO4 → 8KHSO4 + 4I2 + H2S + 4H2O
KX2: KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑
KX3: KF + H2SO4 → KHSO4 + HF
KX4: KBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr↑ или
2KBr + 3H2SO4 → 2KHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O
Во всех случаях будет образовываться кислая соль, так как используется
концентрированная серная кислота, т. е. имеется значительный избыток кислоты.
4. Запишем уравнения всех реакций:
LiCl + H2SO4 → LiHSO4 + HCl↑
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑
KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑
Пусть во взаимодействия вступило x моль серной кислоты, тогда в результате выделилось
x моль хлороводорода. Масса реакционной смеси до взаимодействия 5,85 + 98x, а после
взаимодействия 12 + 36,5x. По закону сохранения массы
5,85 + 98x = 12 + 36,5x,
откуда x = 0,1 моль. Значит V = νRT/p = 0,1·8,31·303:130 = 1,94 л
Система оценивания:
1. По 1 баллу за верное определение каждого вещества (элемента) 4 балла.
Примечание для проверяющих: если угадана группа (т. е. что зашифрованы
галогены), но в неправильном порядке, то не более 1 балла за данный пункт.
2. 9 уравнений по 1 баллу. 9 баллов.
3. 4 уравнения по 1 баллу. 4 балла
Примечание для проверяющих: в реакции с бромом и йодом засчитывать любую одну
реакцию. Если вместо гидросульфатов указаны сульфаты, то 0,5 балла за реакцию.
4. По 0,5 балла за уравнения с хлоридами лития и натрия. За расчёт числа молей 1,5
балла.
За расчёт объёма 0,5 баллов. 3 балла.
ИТОГО: 20 баллов
Задача 9-3 (авторы – Архангельская О. В., Ильин М. А.)
1 – 2. Заметим, что сумма содержания указанных элементов в кислотах 3 и 4 отлична от
100 %. Поскольку перечисленные кислоты являются кислородсодержащими,
следовательно, помимо водорода и элемента Х в их состав входит кислород. Для
кислоты 3 соотношение H : O = 3,09/1,01 : 65,3/16,0 = 3,06 : 4,08 = 3 : 4, т. е. её формула –
Н3ХО4. Руководствуясь данными о содержании элемента Х в кислоте 3, найдём его
атомную массу: = ⇒ ( ) = 30,99
+ ( )
( )
ω( ) = X
X
X X r
r
r ,316 A
67,0 A
A 0 , т. е. элемент Х – фосфор.
Кислота 3 – H3PO4.
В промышленности фосфор получают при нагревании смеси фосфорита, песка и угля:
2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 ⎯1⎯60⎯0o⎯C→ P4↑ + 10CO↑ + 6CaSiO3.
Установим молекулярные формулы остальных кислот. Для кислоты 4:
2,25 :1,12 : 3,93 2 :1: 3,5 4 : 2 : 7, т.е.Н4Р2О7.
16,0
: 62,93
31,0
: 34,8
1,01
H : P :O = 2,27 = = =
Поскольку в состав молекул кислот 1–3 входит по три атома водорода, а число атомов
кислорода в ряду кислот 1–3 увеличивается на единицу, кислота 1 имеет молекулярную
формулу Н3PO2, а кислота 2 – H3PO3.
Теперь мы можем заполнить пропуски в таблице:
Формула кислоты
Кислота
молекулярная
графическая
(структурная)
Название
Основность
Степень
окисления Х
1 Н3PO2 P
O
H H
H O
Фосфорноватистая
кислота
1 +1
2 Н3PO3 P
O
O H
H O
H
Фосфористая
кислота
2 +3
3 Н3PO4 P
O
O O
H O
H H
Фосфорная
кислота
3 +5
4 Н4P2O7 P O P
O O
O
O
H
O H
H O
H
Пирофосфорная
кислота
4 +5
3. Н3PO2 + NaOH = NaH2PO2 + H2O Н3PO3 + 2NaOH = Na2HPO3 + 3H2O
Н3PO4 +3NaOH = Na3PO4 +3H2O Н4P2O7 + 4NaOH = Na4P2O7 + 4H2O
4. Фосфорноватистая и фосфористая кислоты проявляют восстановительные свойства и
обесцвечивают раствор перманганата калия:
10H3PO2 + 8KMnO4 + 7H2SO4 → 5Mn(H2PO4)2 + 3MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O;
10H3PO3 + 4KMnO4 + H2SO4 → 4Mn(H2PO4)2 +2КH2PO4 + K2SO4 + 6H2O.
5. Приведём один из возможных методов получения ортофосфорной и пирофосфорной
кислот из фосфора:
P + 5HNO3 конц. ⎯к⎯ип⎯яче⎯н⎯ие→ H3PO4 + 5NO2↑ + H2O;
2H3PO4 ⎯~⎯20⎯0o⎯C→ H4P2O7 + H2O.
Система оценивания:
1 – 2. Элемент Х 1,5 балла;
уравнение реакции получения фосфора 0,5 балла;
молекулярные формулы кислот 1– 4 0,5 балла × 4 = 2 балла;
графические формулы кислот 1 и 2 1 балл × 2 = 2 балла;
графические формулы кислот 3 и 4 0,5 балла × 2 = 1 балл;
название кислот 0,5 балла × 4 = 2 балла;
основность кис