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

Открыть страницу оригинала в PDF ↗

Решение и критерии в PDF ↗