Муниципальный этап · 8 класс
Задание № 2
2025/26 · Новосибирская область · страница 1
Условие
Задание 2.
Оксид трехвалентного элемента А, являющегося наиболее распространенным
металлом в земной коре (8,3% по массе) образует основу структуры некоторого красного
драгоценного камня. Массовая доля кислорода в этом оксиде составляет 47%.
1. Установите элемент А и формулу его оксида.
Максимальное кол-во баллов: 100 Лист 1 из 3
Металл А обладает ярко выраженными металлическими свойствами и очень активен.
Однако в обычном состоянии он покрыт плотной и прочной оксидной пленкой, которая
препятствует его коррозии и взаимодействию с некоторыми концентрированными
кислотами. Тем не менее, эта пленка растворяется в разбавленных растворах кислот и
щелочей, а также в расплаве щелочи, после чего в этих средах легко растворяется и сам
металл. Если нарушить эту пленку, например, соскоблив ее под слоем ртути, то металл
будет взаимодействовать даже с водой при комнатной температуре.2. Расставьте
стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций растворения А в растворах
соляной и азотной кислот, растворе и расплаве натриевой щелочи, а также взаимодействия
А с водой:
A + HCl = ACl3 + H2;
A + HNO3 = A(NO3)3 + NH4NO3 + H2O;
A + NaOH(раствор) + H2O = Na[A(OH)4] + H2;
A + NaOH(расплав) = Na3AO3 + H2;
A + H2O = A(OH)3 + H2.
3. Напишите уравнения реакций растворения оксида А в растворах соляной [реакция 1] и
азотной кислот [2], растворе [3] и расплаве натриевой щелочи [4]. В написании этих
уравнений Вам поможет знание того факта, что продукты, содержащие A, получатся такие
же, как и в реакциях самого A с этими реагентами (см. пункт 2).
Теплота образования оксида А настолько высока, что А взаимодействует с оксидами
многих металлов с выделением большого количества тепла. На основе такого
взаимодействия построен метод получения этих металлов в чистом виде (металл A при
этом превращается в свой оксид).
4. Напишите уравнения реакций металла А со следующими оксидами: Tl2O, NiO, Fe2O3,
Pb3O4, MnO2, Sb2O5. Не забудьте расставить стехиометрические коэффициенты.
Cам оксид элемента А цвета не имеет, а окраску красным драгоценным камням
придает примесь оксида металла М, для которого характерны и устойчивы три степени
окисления: +2, +3, +6.
5. Установите металл М и формулу его оксида, придающего окраску драгоценным камням,
если известно, что массовая доля кислорода в этом оксиде составляет 31,6%.
6. Как называется драгоценный камень, о котором идет речь в задаче?
Максимальное кол-во баллов: 100 Лист 2 из 3
Самопроверка
Решение и пояснение
Задание 2. (авторы Н.В. Рубан, В.А. Емельянов).
1. Поскольку A – наиболее распространенный металл в земной коре, делаем вывод о том,
что металл A – алюминий, а его оксид – Al2O3. К тому же выводу можно прийти на
основании расчета. Так как A – трехвалентный элемент, его оксид имеет состав А2О3.
Составим уравнение:
3·16/(2М(А) + 3·16) = 0,47, откуда М(А) = 27 г/моль, т. е. металл A – алюминий, а его оксид
– Al2O3.
2. 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
2Al + 6NaOH → 2Na3AlO3 + 3H2 (расплав)
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
3. Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O
2NaOH + 3H2O + Al2O3 → 2Na[Al(OH)4]
Al2O3 + 6NaOH → 2Na3AlO3 + 3H2O
4. 2Al + 3Tl2O → 6Tl + Al2O3
2Al + 3NiO → 3Ni + Al2O3
2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3
8Al + 3Pb3O4 → 9Pb + 4Al2O3
4Al + 3MnO2 → 3Mn + 2Al2O3
10Al + 3Sb2O5 → 6Sb + 5Al2O3
5. Представим формулу оксида как М2Оn, где «n» – степень окисления металла в оксиде.
Составим уравнение: 16n/(2М(М) + 16n) = 0,316, откуда М(М) = 17,3n. Единственное
разумное решение получаем при n = 3, M(М) = 52, металл – хром, оксид – Cr2O3.
Система оценивания:
1. Алюминий 3 балла, Al2O3 2 балла 3+2 = 5 баллов
2. Коэффициенты в уравнениях реакций по 1 баллу 1×5 =5 баллов
3. Уравнения реакций [1]-[4] по 2 балла 2×4 =8 баллов
4. Уравнения реакций алюминия с оксидами по 2 балла 2×6 = 12 баллов
5. Хром 3 балла, Cr2O3 2 балла 3+2 = 5 баллов
6. Рубин 2 балла 2 балла
Всего .................................................................................................................. 37 баллов