Горизонты химииБанк олимпиадШкольный этап · 8 класс
Задание № 11
2024/25 · группа 1 · страница 19
Условие
Общее условие:
24.8 г порошка светло-зелёного цвета растворили в 78.4 г раствора кислоты,
широко используемой в промышленности. В ходе реакции выделилось
4.48 л бесцветного газа без запаха (н.у.) и образовался голубой раствор с мас-
совой долей средней соли 33.9 %, масса которого составила 94.4 г.
Условие:
Какой газ мог выделиться в ходе проводимой реакции?
Условие:
Найдите массовую долю кислоты в начальном растворе, учитывая, что веще-
ства прореагировали полностью. Ответ выразите в процентах, округлите
до целых.
Самопроверка
Ответы и оценивание
Ответ:
o Хлор
o Сернистый газ
✓ Углекислый газ
o Гелий
o Водород
o Сера
o Аргон
Точное совпадение ответа — 2 балла
Ответ: 25
Точное совпадение ответа — 3 балла
Максимальный балл за задание — 5
Решение и пояснение
Решение.
1. При взаимодействии с кислотами могут выделяться только два бесцветных
газа без запаха — это углекислый газ CO2 и водород H2. Но водород не подхо-
дит, так как это возможно только в случае реакций замещения с металлами,
а металлов синего цвета нет. Таким образом, выделяемый газ — это углекис-
лый газ CO2. Это также можно подтвердить расчётом.
Рассчитаем количество газа:
V (газа) 4.48
n (газа) = = = 0.2 моль.
Vm 22.4
Рассчитаем массу газа:
m (газа) = mн (р − ра) − mк (р − ра) = (24.8 + 78.4) − 94.4 = 8.8 г.
Рассчитаем молярную массу газа:
m (газа) 8.8
M (газа) = (газа)
= = 44 г/моль.
n 0.2
Молярная масса газа соответствует молярной массе углекислого газа.
2. Так как, выделяемый газ — это углекислый газ CO2, тогда порошок светло-
зелёного цвета — это карбонат какого-то металла. Пусть формула этого кар-
боната будет MxCO3.
По пропорции химической реакции количество карбоната должно равняться
количеству углекислого газа, то есть:
n(Mx CO3 ) = n(CO2 ) = 0.2 моль.
Рассчитаем молярную массу карбоната:
m(Mx CO3 ) 24.8
M(Mx CO3 ) = )
= = 124 г/моль.
n(Mx CO3 0.2
Масса остатка Mx равна:
M(Mx ) = M(Mx CO3 ) − M(CO3 ) = 124 − (12 + 16 · 3) = 64 г/моль.
Таким образом, металлом является медь (до этого можно было догадаться
и по цвету порошка и окраске раствора).
Рассчитаем массу соли в конечном растворе:
m (соли) = ⍵ (соли) · mк (р − ра) = 0.339 · 94.4 = 32 г.
Примем, что количество карбоната меди должно равняться количеству полу-
ченной соли меди, то есть:
n (соли) = n(CuCO3 ) = 0.2 моль
Рассчитаем молярную массу соли:
m (соли) 32
M (соли) = = = 160 г/моль
n (соли) 0.2
Масса остатка-аниона равна:
M(аниона) = M(соли) − M(Cu) = 160 − 64 = 96 г/моль.
Эта молярная масса соответствует сульфат-аниону SO42-. А, значит, кислота,
широко используемая в промышленности, это H2SO4.
Таким образом, проводимая реакция:
CuCO3 + H2SO4 = CuSO4 + H2O + CO2.
По пропорции химической реакции количество карбоната меди должно рав-
няться количеству серной кислоты, то есть:
n(H2 SO4 ) = n(CuCO3 ) = 0.2 моль.
Рассчитаем массу кислоты:
m(H2 SO4 ) = n(H2 SO4 ) · M(H2 SO4 ) = 0.2 · (1 · 2 + 32 + 16 · 4) = 19.6 г.
Рассчитаем массовую долю кислоты:
m(H2 SO4 ) 19.6
⍵(H2 SO4 ) = · 100 % = · 100 % = 25 %.
m(р−ра) 78.4