Горизонты химииБанк олимпиадШкольный этап · 9 класс
Задание № 8
2023/24 · группа 1 · страница 12
Условие
Общее условие:
Юный химик, разбирая реактивы, обнаружил ампулу
с надписью «10.0 % раствор». «Интересно», — подумал будущий учёный.
Он поместил каплю жидкости из банки на полоску универсального
индикатора, который при этом приобрёл ярко-красную окраску.
Условие:
Что может содержаться в растворе?
Условие:
«Ясно», — решил юный химик, после чего отобрал из ампулы 4 пробы
по 1.000 г, разбавил водой, бросил в раствор кусочек индикаторной бумаги
и оттитровал 0.100 М раствором гидроксида натрия до перехода окраски
бумаги из красной в синюю. Этот переход наблюдался после добавления еще
одной капли раствора щелочи при уже добавленном объеме, величина
которого приведена в таблице. При этом раствор оставался прозрачным,
появления какого-либо запаха замечено не было. Запишите формулу
соединения, присутствовавшего в ампуле.
№ эксперимента 1 2 3 4
VNaOH, мл 20.3 20.5 20.6 20.4
Самопроверка
Ответы и оценивание
Ответ:
ü Кислота
o Негидролизующаяся соль
o Соль, гидролизующаяся по аниону
o Основание
ü Соль, гидролизующаяся по катиону
Точное совпадение ответа со штрафом за неверный ответ — 2 балла
Ответ: H2SO4
Точное совпадение ответа — 3 балла
Максимальный балл за задание — 5 баллов
Решение и пояснение
Решение.
Красная окраска универсального индикатора, как видно по шкале, указывает
на рН ≤ 3, т.е. на сильнокислый раствор. Такую среду в растворе могут создать
кислота или соль, гидролизующаяся по катиону (например, соль алюминия:
Al3+ + H2O ↔ AlOH2+ + H+). Более вероятно, безусловно, что в ампуле
находится раствор кислоты, т.к. раствор сильнокислый. Исходя из этого
предположения проведем расчёт.
Определим средний объем щёлочи, который ушел на титрование:
!".$%!".&%!".'%!".(
V (NaOH)ср = = 20.45 мл
(
Для одноосновной кислоты справедливо следующее соотношение:
n (к-ты) = n (NaOH) = C (NaOH)ср·V (NaOH).
n (к-ты) = 0.1 · 20.45 = 2.045 ммоль
Масса кислоты в растворе составляла 10%·1.000 г = 0.1 г.
Тогда молярная масса кислоты:
М = m/n = 0.1/0.002045 = 49 г/моль — такой кислоты нет.
Для двухосновной кислоты справедливо следующее соотношение:
n (к-ты) = 1/2n (NaOH) = 1/2C(NaOH)·V(NaOH).
n (к-ты) = 0.1 · 20.45/2 = 1.023 ммоль
М = m/n = 0.1/0.001023 = 98 г/моль — такую молярную массу имеют серная
и фосфорная кислоты. Однако для фосфорной кислоты переход окраски
индикатора будет нерезкий, вначале будет фиксироваться изменение окраски
на жёлтую при титровании по первой ступени. Таким образом, правильный
ответ — серная кислота.