ЗАДАНИЯ
для первого (заочного) тура по химии
Прикаспийской межрегиональной олимпиады школьников
1. Определите вещества Х1, Х2, Х3, Х4 и Х5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
(NH4)2Cr2O7 t X1 Pt, O2 Х2 O2 X3 NaOH X4 t X5
2. Как, имея в распоряжении лишь цинк, ацетилен, калий, воздух и необходимые катализаторы, можно получить максимально возможное число различных солей? Напишите уравнения этих реакций.
3. Образец сплава натрия с калием массой 24,6 г сожгли в кислороде, получив смесь продуктов горения массой 42,2 г. Определите массовые доли металлов в сплаве.
4. При действии раствора гидроксида натрия на образец сплава двух двухвалентных металлов массой 5,7 г выделился водород объемом 2,24 л, измеренный при температуре 0оС и давлении 112 кПа. Масса нерастворимого остатка составила 4,8 г. При растворении образца сплава массой 3,42 г в соляной кислоте образовался водород объемом 4,032 л. Какие металлы и в каком соотношении образуют сплав, если известно, что только один компонент сплава растворяется в щелочах, оба металла растворяются в соляной кислоте?
5. Белое кристаллическое вещество А окрашивает пламя горелки в фиолетовый цвет. При нагревании А в присутствии оксида марганца (IV) образуется вещество Б и бесцветный газ В. Раствор Б с избытком нитрата серебра дал белый творожистый осадок Г. При пропускании газа В над красноватым металлом Д образовался оксид Е черного цвета массой 48 г. Назовите вещества А, Б, В, Г, Д и Е. Определите массу образовавшегося вещества Г.
6. К 200 см3 20%-ного раствора гидроксида калия плотностью 1,19 г/см3 прилили 200 см3 16%-ного раствора серной кислоты плотностью 1,11 г/см3. После охлаждения раствора до 10оС в осадок выпало 28 г соли. Какова массовая доля соли в растворе при 10оС?
7. Простое вещество красно-бурого цвета нагрели без доступа воздуха, получив белое вещество, которое легко сгорает на воздухе. Продукт горения поместили в избыток воды, а к полученному раствору прилили избыток раствора гидроксида калия. В результате получили раствор массой 84,8 г, содержащий фосфат калия, массовая доля которого равна 54%. Определите массу простого вещества, взятого для осуществления указанных превращений. Напишите уравнения всех протекающих реакций.
8. В 1931 году был получен в кристаллической форме витамин С, который излечивал морских свинок от цинги. Его удалось выделить из сладкого зеленого перца. Благодаря восстановительным свойствам количественное определение аскорбиновой кислоты можно проводить методом окислительно-восстановительного титрования. Оно удобнее кислотно-основного в тех случаях, когда анализируют объекты природного происхождения, содержащие другие природные органические кислоты, например, лимонную. Возможным окислителем аскорбиновой кислоты является бромат калия, который используют как реагент прямого титрования с 1872 г.
Запишите уравнения, протекающие при титровании аскорбиновой кислоты броматом калия.
9. Дмитрий Менделеев поместил уран в IV группу Периодической системы химических элементов. Это решение было основано на том, что этот металлический элемент проявляет высшую валентность VI. Однако высший оксид урана только наполовину схож с аналогичным оксидом хрома: он реагирует со щелочами, образуя два типа солей, но он также способен реагировать с кислотами. В результате последней реакции получаются соли, которые являются производными соответствующего двухосновного гидроксида.
Запишите уравнения реакций взаимодействия указанного оксида урана с водным раствором аммиака и с азотной кислотой.
Среди низших степеней окисления урана +4 является довольно типичной. Учитывая это, охарактеризуйте химическую природу U3O8, который является основным компонентом урановых руд.
10. В последние годы мы все чаще слышим об альтернативных источниках энергии. Альтернативный источник энергии заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Причина поиска альтернативных источников энергии – потребность получать ее из возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Кроме того, важное значение имеет экологичность и экономичность таких источников энергии. Многие ученые считают, что альтернативные источники энергии, такие как водород или метанол, смогли бы найти широкое применение как экологически более приемлемые заменители ископаемых топливных ресурсов.
Водород не является первичным источником энергии. Для его получения нужен другой источник энергии, такой, например, как ядерная или солнечная энергия. Лучше всего получать водород разложением воды.
Рассчитайте, сколько электрической энергии (в кДж) необходимо для производства 1 кг водорода, если электролиз воды проводят при напряжении 1,6 В с выходом 90%. Оцените этот процесс экономически, исходя из следующих цен на электричество и водород: 5 руб. 50 коп./кДж электричества и 110 руб./кг Н2.
