IX Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2016/2017. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (11 pkt)

Transkrypt

1 IX Podkarpacki Konkurs Chemiczny 016/017 ETAP I r. Godz Uwaga! Masy molowe pierwiastków podano na końcu zestawu. KOPKCh Zadanie 1 (1) 1. Liczba elektronów walencyjnych w atomach bromu (5Br) i manganu (5Mn) jest odpowiednio równa: a) 7 i b) 7 i 7 c) 1 i d) i 7. Pewien tlenek zawiera 6,7% azotu, jest to: a) NO5 Masy molowe tlenków i zawartości procentowe azotu w tlenkach: b) NO c) NO d) NO M NO5 = 108 g/mol; %N = (8 g/108 g) 100 = 5,9% M NO = 6 g/mol; %N = (1 g/6 g) 100 = 0,% M NO = 0 g/mol; %N = (1 g/0 g) 100 = 6,7% M NO = g/mol; %N = (8 g/ g) 100 = 6,6%. 17, g MnO ulega rozpuszczeniu po dodaniu roztworu: a) 80 cm HCl o stężeniu 1 mol/dm Reakcja rozpuszczania tlenku: MnO + HCl MnCl + H O + Cl b) 80 cm HCl o stężeniu 5 mol/dm Liczba moli tlenku: n MnO = 17, g/87 g/mol = 0, mol Liczba moli HCl: c) 80 cm HCl o stężeniu 10 a) n HCl = dm 1 mol/dm = 0,08 mol mol/dm b) n HCl = dm 5 mol/dm = 0, mol d) 8 cm HCl o stężeniu 1 mol/dm c) n HCl = dm 10 mol/dm = 0,8 mol d) n HCl = dm 1 mol/dm = 0,008 mol. Stopień utlenienia azotu odpowiednio w amoniaku i kationie amonowym wynosi: a) -III i IV b) -III i 0 c) -IV i -III d) -III i -III 5. W którą stronę przesunie się równowaga reakcji: H + O H O gdy: I odtleni się układ, II odwodni się układ, III usunie się katalizator, IV zwiększy się stężenia reagentów? a) I w lewo, II w prawo, III bez zmian, IV bez zmian b) I w prawo, II w lewo, III bez zmian, IV bez zmian c) I w lewo, II w prawo, III w prawo, IV w lewo d) I w prawo, II w prawo, III w lewo, IV w prawo 6. Ile gramów ołowiu otrzymano w reakcji redukcji tlenku ołowiu(iv) wodorem jeżeli otrzymano 5,0 g wody? kat. a) 115,00 g Reakcja redukcji tlenku ołowiu(iv): PbO + H Pb + H O b) 1,8 g c) 57,50 g d) 8,98 g Liczba moli wydzielonej wody: n HO = 5,0 g/18 g = 0,8 mol Liczba mol wydzielonego ołowiu: n Pb = 0,8 mol/ = 0,1 mol Liczba gram wydzielonego ołowiu: m Pb = 0,1 mol 07 g/mol = 8,98 g 1

2 7. W zlewce znajduje się woda i lód. Powstały układ jest: a) homogeniczny i dwuskładnikowy b) heterogeniczny i dwuskładnikowy c) jednoskładnikowy i heterogeniczny d) jednofazowy i homogeniczny 8. Które z poniższych stwierdzeń jest niepoprawne? Ozon jest: a) cięższy od powietrza b) jest trwały c) w wodzie rozpuszcza się lepiej od O d) w stanie gazowym jest niebieskawy, a w ciekłym ciemnoniebieski 9. Produktem elektrolizy wodnego roztworu NaCl na katodzie rtęciowej jest: a) Na b) O c) H d) Cl 10. Miedź o bardzo dużej czystości otrzymuje się w wyniku elektrorafinacji stosując jako elektrolit roztwór CuSO. Które z poniższych stwierdzeń są prawdziwe? a) Masa katody wzrasta w czasie elektrolizy b) Jako anodę stosuje się zanieczyszczoną miedź c) Masa katody maleje w czasie elektrolizy d) Masa elektrod nie zmienia się w czasie elektrolizy Łącznie zadanie 1: 1 Zadanie () Rozpuszczalność substancji chemicznej (stałej, ciekłej, gazowej) jest wyrażana najczęściej jako maksymalna jej ilość (w gramach, molach lub ich pod- i nad-wielokrotnościach) rozpuszczoną w określonej masie lub objętości rozpuszczalnika/roztworu w ściśle określonych warunkach temperatury i ciśnienia. W przypadku trudno rozpuszczalnych substancji jonowych do określania rozpuszczalności stosuje się najczęściej iloczyn rozpuszczalności. A). a. Po odparowaniu do sucha 60 cm nasyconego roztworu o gęstości 1, g/cm (0 o C), otrzymano,85 g substancji. Obliczyć rozpuszczalność (g/100 g wody) tej substancji w 0 o C. b. Rozpuszczalność chlorku amonu wynosi odpowiednio:, (10 o C) i 55, (60 o C) g/100 g wody. Zmieszano ze sobą w temp. 0 o C dwa roztwory NHCl: 00 g 5%-go oraz 00 g 0%-go uzyskując roztwór (). Oblicz dla otrzymanego roztworu: (i) masę (g) wydzielonego NHCl po osiągnięciu przez roztwór końcowy temp. 10 o C. (ii) masę (g) NHCl który można dodatkowo rozpuścić w roztworze () w temperaturze 60 o C. c. Rozpuszczalność (g postaci bezwodnej/100 g HO) chlorku kobaltu(ii) w temp. 0 o C wynosi 5,9. Obliczyć ile (g) heksahydratu chlorku kobaltu(ii) należy rozpuścić w wodzie, aby otrzymać 00 cm roztworu nasyconego w podanej temperaturze (gęstość r-ru 1 g/cm ). Wynik podać z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.

3 B). W tabeli podano wartości iloczynów rozpuszczalności czterech substancji w temperaturze 5 0 C. Substancja AgCl 1, MnS 5, AgCrO, MgNHPO, a. Zapisz równania wyrażające iloczyny rozpuszczalności tych substancji. b. Oblicz stężenie molowe nasyconego roztworu AgCl w temperaturze 5 0 C. c. Odpowiedz na pytania (TAK/NIE) c.1). Czy porównując jedynie wartości iloczynów rozpuszczalności AgCl i MnS można jednoznacznie określić, która substancja jest lepiej rozpuszczalna? c.). Czy porównując jedynie wartości iloczynów rozpuszczalności AgCrO i MgNHPO można jednoznacznie określić, która substancja jest lepiej rozpuszczalna? d. Wykonując obliczenia ustal, czy w wyniku zmieszania ze sobą równych objętości roztworów: AgNO o stężeniu 0,0001 mol/dm i KCrO o stężeniu 0,000 mol/dm nastąpi wytrącenie osadu. e. Oblicz rozpuszczalność [wyrażoną w g/dm ] MgNHPO w temperaturze 5 0 C. Przykładowe rozwiązanie: A). a. 60 cm r-ru (gęstość 1, g/cm ) 7,0 g r-ru,85 g substancji rozpuszczonej 68, 5 g HO [g] substancji rozpuszczonej 100 g HO = 7,096 g substancji rozpuszczonej b. Roztwory wyjściowe (0 0 C) R-r (1): 100 g r-ru 5 g NHCl 00 g r-ru = 75 g NHCl, masa wody w roztworze: 00 g 75 g = 5 g. R-r (): 100 g r-ru 0 g NHCl 00 g r-ru = 60 g NHCl, masa wody w roztworze: 00 g 60 g = 10 g. Roztwór końcowy R-r () po zmieszaniu: masa NHCl = 75 g + 60 g = 15 g; masa wody = 5 g + 10 g = 65 g (i) Ochłodzenie roztworu () do temp. 10 o C:, g NHCl 100 g HO 65 g HO = 11,55 g NHCl; masa wydzielonego NHCl: m = 15 g 11,55 g = 1,5 g (ii) Podgrzanie roztworu () do temp. 60 o C: 55, g NHCl 100 g HO 65 g HO = 01,8 g NHCl; masa dodatkowo rozpuszczonego NHCl: m = 01,8 g 15 g = 66,8 g NHCl

4 c. Rozpuszczalność bezwodnej soli: s = 5,9 g CoCl/100 g HO. Z rozpuszczalności soli wynika, że: 5,9 g CoCl 100 g HO 15,9 g r-ru (d = 1/g/cm ) 15,9 cm r-ru g CoCl 00 cm r-ru = 69, g CoCl Ze stechiometrii wzoru rozpuszczanej substancji (CoCl 6HO) wynika, że: 1 mol CoCl 6HO 19,9 g CoCl 7,9 g CoCl 6HO 69, g CoCl g CoCl 6HO = 16,7 g CoCl 6HO pkt B). a. [Ag ][Cl ] 0,5 pkt AgCl MnS Ag CrO [Mn ][S ] 0,5 pkt [Ag ] [CrO ] I r [Mg ][NH ][PO ] MgNH PO b. [Ag ][Cl ] AgCl [Ag ] [Cl ] 1, stąd: 1,6 10 1, mol/dm Uzyskany wynik jest równocześnie stężeniem molowym nasyconego r-ru AgCl c. Poprawne określenia: c1 TAK c NIE d. Po zmieszaniu roztworów maksymalnie możliwe stężenia jonów Ag + i CrO - 5 wyniosą odpowiednio: c 5 10 mol/dm, c 110 mol/dm Ag CrO [Ag ] [CrO Ag ] CrO 5 1 c c (510 ) 110,5 10 Ag CrO 1,5 10 Ag CrO Osad AgCrO się nie wytrąci e. [Mg ][NH ][PO ] [Mg ] [NH ] [PO ] MgNH PO M stąd:,510 1 MgNH PO rmgnh PO 0 /5 C stąd: 17, g/mol, , g/mol 6,0 10 6, mol/dm mol / dm 8,65 10 g/dm Łącznie zadanie :

5 Zadanie (10 pkt) 1,5 g mieszaniny siarczków kadmu i manganu przeprowadzono w siarczany(vi) tych metali, których łączna masa po wyprażeniu w temperaturze 00 0 C wynosiła,08 g. Oblicz zawartość procentową siarczku kadmu i siarczku manganu w mieszaninie. Wynik obliczeń należy zaokrąglić do jednego miejsca po przecinku. Przykładowe rozwiązanie: Reakcje prażenia siarczków: CdS T CdSO oraz MnS T MnSO masa CdS w mieszaninie siarczków, (1,5 g ) masa MnS w mieszaninie siarczków mcdso masa siarczanu(vi) kadmu w mieszaninie siarczanów(vi): MCdS MCdSO mcdso mcdso = MCdSO/MCdS = 08, g/1, g = 1, masa siarczanu(vi) manganu (mmnso) w mieszaninie siarczanów(vi): MMnS MMnSO (1,5 g ) mmnso mmnso = (1,5 g )MMnSO/MMnS = 1,5 g (151 g/87 g) - (151 g/87 g) =,17 g 1,7 suma siarczanów(vi) kadmu i manganu w mieszaninie: mcdso + mmnso =,08 g = 1, +,17 g 1,7 =, stąd 0, = 0,09 g masa siarczku kadmu () w mieszaninie siarczków: = 0,09 g/0, = 0, g masa siarczku manganu: 1,5 g 0, g = 0,95 g Zawartość procentowa siarczków: %CdS = (0, g/1,5 g) 100% =,0% %MnS = (0,95 g/1,5 g) 100% = 76,0% Łącznie zadanie : 10 pkt Masy molowe (g/mol): H - 1; O - 16; N - 1; Mg -,; P - 1; S - ; Mn - 55; Cd - 11,; Pb