Задача Чтобы установить формулу хромокалиевых квасцов Х k so ∙ y Cr (so ) ∙ z h o



страница4/4
Дата05.03.2019
Размер0.57 Mb.
ТипЗадача
1   2   3   4

(20 баллов)

Решение.

4 стадии получения анилина из метана:

1) пиролиз метана

2CH4 C2H2 + 3H2 (1б)

2) тримеризация ацетилена

3 C2H2 С6Н6 (1б)

3) нитрование бензола

С6Н6 + HNO3 С6Н5NO2 + H2O (1б)

4) восстановление нитробензола

С6Н5NO2 + 3H2 С6Н5NH2 + 2H2O (1б)

Количество анилина, которое необходимо получить равно

n(С6Н5NH2) = m(С6Н5NH2) / M(С6Н5NH2) = 1000кг / 93кг/кмоль = 10,753 кмоль. (1б)

Из уравнения (4) следует, что n(С6Н5NO2)теор = n(С6Н5NH2) = 10,753 кмоль.

С учетом выхода анилина

n(С6Н5NO2)практ = n(С6Н5NO2)теор4 = 10,753 / 0,75 = 14,337 кмоль. (3б)

Согласно уравнению (3) ν(С6Н6)теор = ν(С6Н5NO2)практ =14,337 кмоль.

С учетом выхода нитробензола

n(С6Н6)практ = n(С6Н6)теор/ η3 =14,337 / 0,2 = 71,685 кмоль. (3б)

Согласно уравнению (2) n(C2H2)теор = nν(С6Н6)практ = 3∙71,685 кмоль = 215,055 кмоль.

С учетом выхода бензола

n(C2H2)практ = n(C2H2)теор/ η2 = 215,055 / 0,5 = 430,11 кмоль. (3б)

По уравнению (1) n(СН4)теор = 2n(C2H2)теор = 2∙430,11 =860,22 кмоль.

С учетом выхода ацетилена

n(СН4)практ = n(СН4)теор/ η1 =860,22 / 0,3 = 2867,4 кмоль. (3б)

При нормальных условиях

V(СН4)0 = VM∙n(СН4) = 22,4м3/кмоль ∙2867,4 кмоль = 64229,76м3. (1б)

Объем природного газа при нормальных условиях составит

V(природ. газа)0 = V(СН4)0/φ = 64229,76м3/0,96 = 66906,0м3 (1б)

При температуре 298К природный газ, необходимый для получения 1000 кг анилина, займет объем

V(природ. газа) = V(природ. газа)0∙298/273 = 66906,0/ 273 = 73032,9≈ 73033 м3 (1б)

Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников

по химии в 2015/2016 учебном году

Экспериментальный тур (решение)
9 КЛАСС
Задание.

В четырех пронумерованных пробирках находятся кристаллические вещества: Ba(NO3)2, MgSO4, NaCl, NaOH. Используя только дистиллированную воду Н2О, определите содержимое каждой пробирки. Проведите мысленный эксперимент и составьте план Ваших действий. Опишите последовательность Ваших действий и наблюдаемых явлений. Напишите уравнения соответствующих реакций.


Реактивы: кристаллические Ba(NO3)2, MgSO4, NaCl, NaOH, дистиллированная вода.

Оборудование: пронумерованные пробирки с задачами (4 шт.), штатив с пробирками (10 шт.), стеклянная палочка.

(30 баллов)
Решение.

Мысленный эксперимент распознавания выданных индивидуальных веществ, проводимый с использованием стандартного приема – составления таблицы, в которой указываются результаты взаимодействий растворов выданных веществ, должен привести к выводу о необходимости использования не только химических свойств веществ (таблица 1), но и их физико-химических свойств – в частности, тепловых эффектов процесса растворения веществ в воде (таблица 2).



Таблица 1

Результаты взаимодействия веществ





Ba(NO3)2

MgSO4

NaCl

NaOH

Ba(NO3)2



BaSO4





MgSO4

BaSO4





Mg(OH)2

NaCl









NaOH



Mg(OH)2






Таблица 2

Внешние эффекты образования растворов и взаимодействия веществ






Растворение

в воде

Ba(NO3)2

MgSO4

NaCl

NaOH

Ba(NO3)2





белый осадок





MgSO4,



белый осадок





белый осадок

NaCl











NaOH

нагревание



белый осадок




Очевидно, что уже в процессе приготовления растворов из выданных кристаллических веществ можно определить, в какой пробирке находится гидроксид натрия NaOH, поскольку только образование раствора гидроксида натрия NaOH сопровождается значительным (ощутимым) тепловым эффектом. Для этого следует приготовить насыщенные или концентрированные растворы веществ, добавляя (при перемешивании) воду в каждую пробирку до полного растворения кристаллического вещества.



Наблюдение: одна из четырех пробирок заметно нагревается.

Затем, пользуясь раствором гидроксида натрия NaOH как реагентом, можно определить пробирку с сульфатом магния MgSO4. Для этого следует в три чистых пробирки перенести небольшие количества (не более 0,5 мл) приготовленных растворов Ba(NO3)2, MgSO4 и NaCl и в каждую пробирку добавить небольшое количество (не более 0,5 мл) раствора гидроксида натрия NaOH.



Наблюдение: в одной из трех пробирок выпадает белый осадок.

Уравнение реакции:
2NaOH + MgSO4 = Mg(OH)2 ↓ + Na2SO4.

2OH- + Mg2+= Mg(OH)2


Теперь, пользуясь раствором сульфата магния MgSO4 как реагентом, можно определить пробирку с нитратом бария Ba(NO3)2. Для этого следует в две чистых пробирки перенести небольшие количества (не более 0,5 мл) приготовленных растворов Ba(NO3)2 и NaCl и в каждую пробирку добавить небольшое количество (не более 0,5 мл) раствора сульфата магния MgSO4.

Наблюдение: в одной из двух пробирок выпадает белый осадок.

Уравнение реакции:
MgSO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + Mg(NO3)

SO42- + Ba2+ = BaSO4


Раствором, не давшим никаких внешних эффектов при всех операциях, является раствор хлорида натрия NaCl.

Система оценивания:

1. Распознавание веществ теоретически (15б)

в том числе:

– правильность предположений о свойствах веществ (9б)

– оптимальная последовательность распознавания веществ (4б)

– уравнения реакций (2б)

2. Распознавание веществ в ходе эксперимента (15б)

в том числе:

– правильность идентификации веществ (4б)

– доказательство сделанных выводов (8б)

– безопасное обращение с реактивами, аккуратность проведения эксперимента и чистота рабочего места (3б).

Муниципальный этап Всероссийской олимпиады

школьников по химии в 2015/2016 учебном году

Экспериментальный тур (решение)

10 КЛАСС

Задание (сост. по материалам Всесибирской олимпиады школьников 2011-12 уч. год)

Используя в качестве реактивов растворы нитрата серебра, азотной кислоты, гидроксида натрия установите содержимое восьми пронумерованных пробирок, содержащих водные растворы следующих солей: хромата калия, карбоната натрия, хлорида аммония, хлорида никеля, сульфата меди(II), сульфида натрия, хлорида железа(III), нитрата алюминия.



Дополнительные вопросы:

  1. напишите формулы предложенных для распознавания солей;

  2. определите вещества, пользуясь реагентами и знанием окрасок цветных растворов;

  3. напишите уравнения реакций, проведенных с использованием реактивов;

  4. напишите уравнения реакций, происходящих при сливании растворов:

а) карбоната натрия и хлорида железа (III);

б) сульфида натрия и нитрата алюминия.


Реактивы: растворы AgNO3, HNO3, NaOH.
Оборудование: штатив с пробирками, пипетки, спиртовка, держатель для пробирок. Возможна замена спиртовки сухим горючим.

(30 баллов)

Решение.

1. Хромат калия – K2CrO4; карбонат натрия – Na2CO3; хлорид аммония – NH4Cl; хлорид никеля – NiCl2; сульфат меди (II) – CuSO4; сульфид натрия – Na2S; хлорид железа (III) – FeCl3; нитрат алюминия – Al(NO3)3

2. Окраска водных растворов обусловлена присутствием в них следующих ионов: желтая – CrO4 2-; зеленая – Ni2+;. голубая – Cu2+ ; желто-коричневая – Fe3+ . Остальные ионы не окрашивают водные растворы.

Составим таблицу, расположив по вертикали вещества, которые нам нужно определить, а по горизонтали – дополнительные реагенты. На пересечении каждого столбца и строки укажем явления, наблюдаемые при сливании этих растворов.



Результаты взаимодействия веществ




AgNO3

HNO3

NaOH

K2CrO4

раствор желтый



Ag2CrO4

коричневый осадок



раствор оранжевого цвета



Na2CO3

Ag2CO3

белый осадок



CO2



NH4Cl

AgCl

белый творожистый осадок





NH3

NiCl2

раствор зеленый



AgCl

белый творожистый осадок





Ni(OH)2

зеленый осадок



CuSO4

раствор голубой



Ag2SO4

белый осадок в незначительн. кол-ве





Cu(OH)2

cиний осадок



Na2S

Ag2S ↓

черный осадок



H2S ↑

запах "тухлых яиц"





FeCl3

раствор желто- коричневый



AgCl

белый творожистый осадок





Fe(OH)3

бурый осадок



Al(NO3)3





Al(OH)3

белый осадок, растворяющийся

в изб. NaOH


3. 1) K2CrO4 +2AgNO3 = Ag2CrO4 +2КNO3

2) Na2CO3 + 2AgNO3 = Ag2CO3 + 2NaNO3;

3) NH4Cl + AgNO3 = AgCl + NH4NO3;

4) NiCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl +Ni(NO3)2;

5) CuSO4 + 2AgNO3 = Ag2 SO4 +Cu(NO3)2;

6) Na2S + 2AgNO3 = Ag2S + 2NaNO3;

7) FeCl3 +3AgNO3 = 3AgCl +Fe(NO3)3;

8) 2K2CrO4 + 2HNO3 = K2Cr2O7 + 2KNO3 + H2O;

9) Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + CO2 + H2O;

10) Na2S + 2HNO3 = H2S + 2NaNO3;

11) NH4Cl + NaOH = NH3 + H2O + NaCl;

12) NiCl2 + 2NaOH = 2NaCl +Ni(ОН)2;

13) CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 +Cu(ОН)2;

14) FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl +Fe (ОН)3;

15) Al(NO3)3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaNO3;

16) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] ;

или Al(OH)3 + 3NaOH = Na3[Al(OH)6] .

4. а) 3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O = 6NaCl + 2Fe(OH)3 + 3CO2 ;

б) 3Na2S + 2Al(NO3)3 + 6H2O = 6NaNO3 + 2Al(OH)3 + 3H2S .



Система оценивания:

1. Формулы солей по 0,5 б (0,5б*8 = 4б);

2. Соотнесение солей

− по цвету по 0,5б (0,5б*4 = 2б);

− по признакам реакций:

− по 0,5 б для цветных растворов (0,5б*4 = 2б);

− по 1б для бесцветных растворов (1б*4 = 4б);

3. Уравнения реакций по 1 б (1б*16 = 16б);

4. Уравнения реакций по 1 б (1б*2 = 2б).

Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников

по химии в 2015/2016 учебном году

Экспериментальный тур (решение)

11 КЛАСС

Задание.

В шести пронумерованных пробирках находятся растворы глюкозы, глицерина, муравьиной кислоты, уксусной кислоты, хлорида аммония, этанол. Определите содержимое каждой пробирки, используя выданные Вам растворы KMnO4, CuSO4, H2SO4, Na2CO3, NaOH. Проведите мысленный эксперимент и составьте план Ваших действий. Опишите последовательность Ваших действий и наблюдаемых явлений. Напишите уравнения соответствующих реакций.



Реактивы: дистиллированная вода, растворы KMnO4, CuSO4, H2SO4, Na2CO3, NaOH, NH4Cl, HCOOH, CH3COOH, глюкозы, глицерина, этанол, фенолфталеиновая бумага (или универсальная индикаторная бумага).

Оборудование: штатив с пробирками, пипетки, шпатели для сыпучих веществ, спиртовка, держатель для пробирок, фенолфталеиновая (или универсальная) индикаторная бумага. Возможна замена спиртовки сухим горючим.

(30 баллов)

Решение.

Целесообразно начать распознавание растворов с определения кислот и хлорида аммония. При добавлении раствора Na2CO3 к растворам HCOOH, CH3COOH выделяется углекислый газ: более сильная кислота вытесняет более слабую из раствора ее соли. При добавлении к раствору NH4Cl раствора щелочи и при его нагревании происходит выделение аммиака, который можно распознать по запаху или изменению окраски индикаторной бумаги.

Муравьиную и уксусную кислоты можно различить по реакции с раствором перманганата калия в кислой среде: муравьиная кислота обесцвечивает раствор KMnO4, а уксусная кислота − нет.

Раствор глюкозы, глицерина и этанол можно различить по реакции со свежеосажденным гидроксидом меди. Глицерин образует с Cu(OH)2 комплексное соединение характерного ярко-синего цвета, глюкоза восстанавливает Cu(OH)2 до Cu2O при нагревании. Этанол с Cu(OH)2 не реагирует.

Составим таблицу, расположив по вертикали вещества, которые нам нужно определить, а по горизонтали – дополнительные реагенты. На пересечении каждого столбца и строки укажем явления, наблюдаемые при сливании этих растворов.

Результаты взаимодействия веществ





C6H12O6

C3H8O3

HCOOH

CH3COOH

C2H5OH

NH4Cl

Na2CO3





CO2

CO2



*

NaOH





видимых изменений нет

видимых изменений нет



NH3

KMnO4 +

H2SO4

обесцве-чивание раствора

обесцве-чивание раствора

обесцве-чивание раствора



обесцве-чивание раствора



CuSO4

+

NaOH

Cu2O

красно-бурый осадок



р-рение осадка, образо-

вание ярко-синего раствора



р-рение осадка, образов-

ание


голубого раствора

р-рение осадка, образов-

ание


голубого раствора





Уравнения реакций

1). 2HCOOH + Na2CO3 = 2HCOONa + CO2↑ + H2O

2HCOOH + CO32− = 2HCOO + CO2↑ + H2O

2). 2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + CO2↑ + H2O

2CH3COOH + CO32− = 2CH3COO + CO2↑ + H2O

3) *Возможен совместный гидролиз Na2CO3 и NH4Cl, который усиливается при нагревании.

1 ступень:

CO32− + H2O ↔ HCO3 + OH

NH4+ + H2O ↔ NH4OH + H+

2 ступень:

HCO3 + H2O ↔ H2CO3 + OH

Суммарно при нагревании

Na2CO3 + 2NH4Cl ↔ 2NH3↑ + CO2↑ + H2O + 2NaCl

4). 2NH4Cl + 2NaOH = NH3↑ + 2NaCl + H2O (при нагревании)

NH4+ + OH = NH3↑ + H2O

5). HCOOH + NaOH = HCOONa + H2O

HCOOH + OH = HCOO + H2O

6). CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

CH3COOH + OH = CH3COO + H2O

7). С6H12O6 + 2Сu(OH)2 = С6H12O7 + Cu2O↓ + 2H2O

8).

Упрощенно



9). 2HCOOH + Сu(OH)2 = 2 Cu(HCOO)2 + 2H2O

2HCOOH + Сu(OH)2 = 2 Cu2+ + 2HCOO + 2H2O

10). 2CH3COOH + Сu(OH)2 = 2 Cu(CH3COO)2 + 2H2O

2CH3COOH + Сu(OH)2 = 2 Cu2+ + 2CH3COO + 2H2O

11). 5С6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 = 30CO2 + 24MnSO4 + 12K2SO4 + 66H2O



12). 5С3H8O3 + 14KMnO4 + 21H2SO4 = 15CO2 + 14MnSO4 + 7K2SO4 + 41H2O



13). 5HCOOH + 6KMnO4 + 9H2SO4 = 5CO2 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O



14). 5C2H5OH + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5CH3COH + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O





Система оценивания:

1. Распознавание веществ теоретически (20б)

в том числе:

– оптимальная последовательность распознавания веществ (4б)

– уравнения реакций (1-10) по 1б. (1б*10 = 10б)

– уравнения реакций с составлением электронного баланса (11-14) по 1,5б. (1,5б*4 = 6б)

2. Распознавание веществ в ходе эксперимента (10б)

в том числе:



– правильность идентификации веществ по 1,5б. (1,5б*6 = 9б)

– безопасное обращение с реактивами, аккуратность проведения эксперимента и чистота рабочего места (1б)
Каталог: olimpiady
olimpiady -> Всероссийская олимпиада школьников по физической культуре. 010/2011 уч год. Школьный этап класс
olimpiady -> В каждом задании 1-26 выберите только один из четырех предложенных вариантов ответа
olimpiady -> Задания по мировой художественной культуре (8, 9, 10, 11 классы) для проведения муниципального тура олимпиады в рамках фестиваля «юные интеллектуалы среднего урала»
olimpiady -> Городская олимпиада по химии 2011-2012
olimpiady -> Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница