реши с подробностями и почему этот ответ верный
Сверь числа и знаки с фото.
Олимпиада по химии — 9 класс (Вариант 2 / Следующая неделя) ФИО ученика________________________ Дата________________
Часть 1. Тестовые задания
- Какой газ собирают методом вытеснения воздуха, держа пробирку дном вверх? А) Углекислый газ Б) Кислород В) Аммиак Г) Хлороводород
- При электролизе водного раствора хлорида натрия на катоде и аноде соответственно выделяются: А) Na и Cl₂ Б) H₂ и Cl₂ В) H₂ и O₂ Г) Na и O₂
- В каком ряду вещества расположены в порядке усиления кислотных свойств? А) H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, HClO₄ Б) HClO₄, H₂SO₄, H₃PO₄, H₂SiO₃ В) H₂SO₄, H₂SO₃, H₂S Г) H₂SO₄, H₂SO₃, H₂S
- С помощью какого одного реактива можно распознать растворы Na₂CO₃, BaCl₂ и Na₂SO₄? А) NaOH Б) H₂SO₄ В) AgNO₃ Г) Фенолфталеин
- При разложении нитрата меди (II) при нагревании образуются: А) Cu(NO₂)₂ и O₂ Б) CuO, NO и O₂ В) CuO, NO₂ и O₂ Г) Cu₂O и NO₂
Часть 2. Задачи повышенной сложности 6. Окислительно-восстановительная реакция: Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель: K₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O 7. Задача на кристаллогидраты и растворы: Рассчитайте массу медного купороса (CuSO₄ · 5H₂O) и массу воды, которые необходимо взять для приготовления 400 г 8%-ного раствора сульфата меди (II).
Ответы: 1 — В, 2 — Б, 3 — А, 4 — Б, 5 — В.
В — аммиак. \(M(\mathrm{NH_3})=17\) г/моль \(<29\) г/моль, поэтому лёгкий газ собирают пробиркой вверх дном.
Б — \(\mathrm{H_2}\) и \(\mathrm{Cl_2}\).
Катод: \(\mathrm{2H_2O+2e^-\to H_2+2OH^-}\); анод: \(\mathrm{2Cl^--2e^-\to Cl_2}\). Натрий в водном растворе не выделяется.А. Кислотные свойства высших гидроксидов в периоде усиливаются: \[ \mathrm{H_2SiO_3<H_3PO_4<H_2SO_4<HClO_4}. \]
Б — \(\mathrm{H_2SO_4}\).
С \(\mathrm{Na_2CO_3}\) выделяется \(\mathrm{CO_2}\), с \(\mathrm{BaCl_2}\) выпадает белый \(\mathrm{BaSO_4}\), с \(\mathrm{Na_2SO_4}\) видимых изменений нет.В — \(\mathrm{CuO,\ NO_2,\ O_2}\).
\[ \mathrm{2Cu(NO_3)_2\to 2CuO+4NO_2+O_2} \] при нагревании.\[ \mathrm{K_2Cr_2O_7+3Na_2SO_3+4H_2SO_4\to Cr_2(SO_4)_3+3Na_2SO_4+K_2SO_4+4H_2O} \] \[ 2\mathrm{Cr}^{+6}+6e^-\to2\mathrm{Cr}^{+3},\qquad \mathrm{S}^{+4}-2e^-\to\mathrm{S}^{+6}. \] \(\mathrm{K_2Cr_2O_7}\) — окислитель, \(\mathrm{Na_2SO_3}\) — восстановитель. Баланс: принято 6 \(e^-\), отдано \(3\cdot2=6\) \(e^-\).
В растворе должно быть \(32\) г \(\mathrm{CuSO_4}\): \[ m(\mathrm{CuSO_4})=400\cdot0{,}08=32\ \text{г}. \] \[ m(\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O})=\frac{32\cdot250}{160}=50\ \text{г}. \] \[ m(\mathrm{H_2O})=400-50=350\ \text{г}. \] Ответ: 50 г медного купороса и 350 г добавляемой воды. Проверка: \(32/400=0{,}08=8\%\).
Обсуждение
2 сообщенияПо номерации и подробным ответом
Разберу по номерам с пояснениями, почему каждый ответ верный.
1. Ответ: В — аммиак.
Аммиак \( \mathrm{NH_3} \) имеет молярную массу \( 17 \) г/моль, а средняя молярная масса воздуха — \( 29 \) г/моль. Значит, аммиак легче воздуха, поэтому его собирают методом вытеснения воздуха в пробирку, перевёрнутую дном вверх. Углекислый газ \( \mathrm{CO_2} \) (\( 44 \)), кислород \( \mathrm{O_2} \) (\( 32 \)) и хлороводород \( \mathrm{HCl} \) (\( 36{,}5 \)) тяжелее воздуха — их собирают дном вниз.
2. Ответ: Б — \( \mathrm{H_2} \) и \( \mathrm{Cl_2} \).
При электролизе водного раствора \( \mathrm{NaCl} \) на катоде восстанавливается вода, а не натрий:
\[
2\mathrm{H_2O}+2e^-\to \mathrm{H_2}\uparrow+2\mathrm{OH^-}.
\]
На аноде окисляются хлорид-ионы:
\[
2\mathrm{Cl^-}-2e^-\to \mathrm{Cl_2}\uparrow.
\]
Натрий в водном растворе не выделяется, поэтому вариант А неверен.
3. Ответ: А.
Кислотные свойства высших гидроксидов усиливаются в периоде слева направо:
\[
\mathrm{H_2SiO_3}<\mathrm{H_3PO_4}<\mathrm{H_2SO_4}<\mathrm{HClO_4}.
\]
Это связано с увеличением заряда ядра и уменьшением радиуса атома, из-за чего связь \( \mathrm{H{-}O} \) становится более полярной и кислота диссоциирует сильнее.
4. Ответ: Б — \( \mathrm{H_2SO_4} \).
Серная кислота даёт три разных видимых результата:
- с \( \mathrm{Na_2CO_3} \) выделяется газ: \[ \mathrm{Na_2CO_3}+\mathrm{H_2SO_4}\to \mathrm{Na_2SO_4}+\mathrm{CO_2}\uparrow+\mathrm{H_2O}; \]
- с \( \mathrm{BaCl_2} \) выпадает белый осадок: \[ \mathrm{BaCl_2}+\mathrm{H_2SO_4}\to \mathrm{BaSO_4}\downarrow+2\mathrm{HCl}; \]
- с \( \mathrm{Na_2SO_4} \) видимых изменений нет, так как новые ионы не дают осадка или газа.
Остальные реактивы не позволяют различить все три раствора.
5. Ответ: В (с оговоркой об опечатке).
При нагревании нитрат меди(II) разлагается:
\[
2\mathrm{Cu(NO_3)_2}\xrightarrow{t} 2\mathrm{CuO}+4\mathrm{NO_2}\uparrow+\mathrm{O_2}\uparrow.
\]
То есть образуются \( \mathrm{CuO} \), \( \mathrm{NO_2} \) и \( \mathrm{O_2} \). В варианте В, судя по смыслу, должно быть \( \mathrm{CuO} \), а не \( \mathrm{Cu} \) (частая опечатка). Если в вашем тексте там действительно \( \mathrm{CuO} \), то ответ В верный.
6. Ответ: \[ \mathrm{K_2Cr_2O_7}+3\mathrm{Na_2SO_3}+4\mathrm{H_2SO_4}\to \mathrm{Cr_2(SO_4)_3}+3\mathrm{Na_2SO_4}+\mathrm{K_2SO_4}+4\mathrm{H_2O}. \]
Метод электронного баланса:
\[
2\mathrm{Cr^{+6}}+6e^-\to 2\mathrm{Cr^{+3}}
\]
(восстановление, \( \mathrm{K_2Cr_2O_7} \) — окислитель),
\[
\mathrm{S^{+4}}-2e^-\to \mathrm{S^{+6}}
\]
(окисление, \( \mathrm{Na_2SO_3} \) — восстановитель).
Чтобы число отданных и принятых электронов совпало, вторую полуреакцию умножаем на \( 3 \): \( 3\mathrm{S^{+4}}-6e^-\to 3\mathrm{S^{+6}} \). Поэтому перед \( \mathrm{Na_2SO_3} \) и \( \mathrm{Na_2SO_4} \) ставим коэффициент \( 3 \), перед \( \mathrm{H_2SO_4} \) и \( \mathrm{H_2O} \) — \( 4 \).
7. Ответ: 50 г медного купороса и 350 г воды.
В 400 г 8%-ного раствора содержится:
\[
m(\mathrm{CuSO_4})=400\cdot 0{,}08=32\ \text{г}.
\]
Молярные массы:
\[
M(\mathrm{CuSO_4})=160\ \text{г/моль},\qquad
M(\mathrm{CuSO_4\cdot 5H_2O})=250\ \text{г/моль}.
\]
Масса кристаллогидрата:
\[
m(\mathrm{CuSO_4\cdot 5H_2O})=32\cdot\frac{250}{160}=50\ \text{г}.
\]
Тогда воды нужно:
\[
m(\mathrm{H_2O})=400-50=350\ \text{г}.
\]
Проверка: \( 32/400=0{,}08=8\% \) — всё сходится.
