Ответы к олимпиадным заданиям по химии для 8 класса, III вариант

Вариант – 3

№1) Массы  образцов  серной  кислоты и оксида  азота (II) равны. В каком  образце и во  сколько  раз  содержится  больше  молекул?

Решение:

Дано:                                       а) Пусть  масса  серной кислоты и оксида  азота (II) = 100г.

m( H₂SO₄ )= m(NO)               б) Тогда  находим  химическое  количество серной  кислоты

__________________              n( H₂SO₄)= m( H₂SO₄ )/ M( H₂SO₄ );

N(H₂SO₄)=?                                 M(H₂SO₄)= 1·2 + 32 +16·4= 98г/моль

N( NO)= ?                                   n( H₂SO₄ = 100г/  98г/моль= 1,02моль

N( NO): N (H₂SO₄)-  ?            в) Находим число молекул H₂SO₄ :

                                                      N(H₂SO₄)= n(H₂SO₄) ·NA

                                                N(H₂SO₄)= 1,02 моль ·6,02 ·10²³моль^-1= 6,14·10²³

                                          г) Находим  химическое  количество NO :

                                        n(NO) = m(NO)/ M(NO)

                                       M(NO)= 14+16= 30 г/моль

                                         n(NO) = 100г/ 30г/моль = 3,33моль

                                     д) Находим  число  молекул  NO:

                                    N( NO)= n(NO) · NA

                                        N( NO)=  3,33моль · 6,02 ·10²³моль^-1 = 20,05 ·10²³

                                  е) Находим  отношение  количества H₂SO₄ и  NO:

                                        N( NO) : N(H₂SO₄ )= 20,05 ·10²³ / 6,14·10²³ = 3,27

Ответ : N( NO) > N(H₂SO₄ ) в 3,27 раза

№2) Найдите  массу (кг) оксида  железа (III), из которой  можно  выплавить 20 моль  железа.

Решение:

Дано :                                                         -Поскольку  в  состав  формульной  единицы

n( Fe)= 20 моль                                        Fe₂O₃  входят  2 атома Fe, то  отсюда составляем

_________________                                схему:

m(Fe₂O₃)= ?                                                      х                                20 моль

                                                                         Fe₂O₃  __________  2Fe

                                                                             1моль                        2моль

                                                          Х= 20 ·1 / 2 = 10 моль     (Fe₂O₃)

                                               - Находим массу  оксида железа (III) :

                                 m(Fe₂O₃)= n(Fe₂O₃) · M (Fe₂O₃)

                     M (Fe₂O₃) = 56 ·2 + 16 ·3= 160 г/моль

                       m(Fe₂O₃)= 10 моль · 160г/моль = 1600г= 1,6кг

Ответ : m(Fe₂O₃)= 1,6кг.

№3)   При  взаимодействии  6,2г фосфора  с  кислородом  получено  14,2г его  оксида. Найдите  простейшую (эмпирическую)   формулу  оксида.

Решение:

Дано:

m( P)= 6,2г                                                -Представим  формулу  оксида в виде PxOУ.

m( PxOУ)= 14,2г.                             – Поскольку  масса  оксида  равна  сумме  масс

_______________                     элементов  фосфора и кислорода, то  находим  массу

PxOУ - ?                                        элемента  кислорода в оксиде:

                                                   m(O)= m(PxOУ )- m(P)

                                                  m(O)= 14,2г- 6,2г= 8г.

                                             - Отношение  чисел  атомов  в  веществе   равно отношению

                                        их  химических  количеств, поэтому  составим пропорцию:

                                х: у = n(P) : n(O)=   :     = 6,2г/31г/моль  : 8г/16г/моль= 0,2:0,5=

                           = 2 : 5

                            - Значит  формула  вещества : P₂O₅

Ответ :     P₂O₅   

№4) Медь  реагирует  с HNO₃ (разб.)по  уравнению:

         3Cu +8 HNO₃ → 3 Cu(NO₃)₂ + 2NO +4 H₂O

Какая  масса (г)  HNO₃  потребуется  и какой  объём NO (дм³ , н.у.) выделится, если  в  реакцию  вступает  3,2г меди?

Решение:

                                                     0,05моль        х                                                у

Дано :                                              3Cu +8 HNO₃ → 3 Cu(NO₃)₂ + 2NO +4 H₂O

m(Cu)= 3,2г                                3моль            8моль                                     2моль

_______________                  а) Находим  химическое  количество Сu :

m(HNO₃ )= ?                             n(Cu)=  =

V(NO)= ?                                б) Составляем  пропорцию  и находим  химическое  

                                          количество  HNO₃  :

                                      0,05 моль-   х моль

                                       3моль -        8 моль

                                       х=  = 0,133 моль (HNO₃ )

                                   в) Находим  массу HNO₃

                                                 m(HNO₃ )= n(HNO₃) · M(HNO₃ )

                              M(HNO₃ )= 1+14+16·3= 63 г/моль

                               m(HNO₃ )= 0,133 моль · 63 г/моль= 8,4г

                           г)Составляем пропорцию  и находим   n(NO) :

0,05 моль-   у  моль

3 моль-         2моль

У=  = 0,033 моль

д) Находим  объём  NO

 V(NO)= n(NO) · Vm

V(NO)= 0,033 моль · 22,4дм³/моль = 0,74 дм³

Ответ : m(HNO₃ )=8,4г ;   V(NO)= 0,74дм³

№5) Смесь  цинка  и  железа  общей  массой 35,4г  полностью  растворили  в  разбавленной  серной  кислоте  объёмом 260,2 см³  с  массовой долей  её 20% (плотность  1,13г/см³). Найдите  массовые  доли  металлов  в  смеси.

Решение:

Дано:

m(Zn и Fe)= 35,4г                         а) Записываем  уравнения  реакций:

V(H₂SO₄)= 260,2 см³                              х            n₁

ω (H₂SO₄)= 20%                           Zn  + H₂SO₄=   ZnSO₄  +  H₂↑

ρ(H₂SO₄)= 1,13г/см³                         1моль     1 моль

________________

ω(Zn)= ?                                   у            n₂

ω(Fe)= ?                                  Fe + H₂SO₄= FeSO₄  + H₂↑

                                              1 моль    1 моль

                                                      M(H₂SO₄ )= 98г/моль

                                           M(Zn)= 65г/моль

                                          M(Fe)= 56г/моль

                                  б) Обозначаем  химические  количества  Zn  и   Fe  соответственно  как   х  и у моль . Тогда  для  массы  смеси (г)  металлов  имеем:

        65х +56у= 35,4

                       в) Из  уравнений  химических  реакций  находим  химические  количества

 H₂SO₄ , затраченные  на  взаимодействие  с  Zn  и   Fe  :

n₁ (H₂SO₄)= = х (моль)

n₂ (H₂SO₄ )=  = у  (моль)

г) Рассчитываем  химическое  количество H₂SO₄  по  данным  задачи:

m(р-ра H₂SO₄ )= V(р-ра) ·ρ= 260,2см³· 1,13г/см³ = 294 г

m(H₂SO₄ )= m(р-ра H₂SO₄ ) ·ω ( H₂SO₄ )= 294 · 0,2= 58,8 г

n( H₂SO₄ )= m(H₂SO₄ )/ M(H₂SO₄ ) = 58,8г/ 98г/моль= 0,6 моль

 д) Всё  химическое  количество  Zn   и   Fe  :   (по  условию  задачи)

х+у=0,6

е) Объединяем  массы и химические  количества цинка  и  железа в  систему  уравнений:

65х + 56у= 35,4

х+ у = 0,6

65х+56у=35,4

у= 0,6- х

65х+ 56(0,6-х)= 35,4

65х + 33,6 – 56х= 35,4

9х= 35,4 – 33,6

9х= 1,8

х= 0,2

ё) Находим  массы  металлов

х=0,2 моль            m(Zn)= 0,2·65= 13г

у= 0,4 моль            m( Fe)= 0,4 ·56= 22,4 г

ж) Находим  массовые  доли  металлов:

ω(Zn)= m(Zn)/ m(смеси)= 13/35,4= 0,367  ( 36,7%)

ω(Fe)= 100%  - ω(Zn)=  63,3%

Ответ : ω(Zn)= 36,7%   ;  ω(Fe)= 63,3%