Задача 6. «Важная роль океанов»

Задача 1. «Незаменимый элемент»

Осуществите цепочку превращений с участием соединений элемента Э, напишите уравнения реакций 1 – 17 и укажите условия их протекания, если известно, что бинарные соединения Х, У и Z содержат 77.8, 72.4 и 70.0% (по массе) элемента Э соответственно.

?

Назовите вещества А – И, Х, Y, Z. Изобразите структурные формулы соединений
Д, Ж, И. Опишите, из чего и как (приведите уравнения реакций) получают элемент Э в промышленности. (170 баллов).

Задача 2. «Опасный хлорид»

Раствор 20 г безводного хлорида некоторого металла в 100 г воды замерзает при температуре -3.758 ^оС (криоскопическая постоянная воды К_кр = 1.86 К·кг/моль). Установите химическую формулу хлорида. Рассчитайте осмотическое давление данного раствора. Кем и когда (в какой трети какого века) был открыт металл, входящий в состав хлорида?

(70 баллов)

Задача 3. «Загадка Хозяйки Медной Горы»

Нашёл Данила-мастер во владениях Хозяйки Медной горы два красивых минерала
X и Y и решил взять их себе, не спросив разрешения, чтоб сделать из них каменный цветок. Увидела это Хозяйка, разгневалась и заточила Данилу в своей подземной лаборатории. “Сможешь за три дня определить их химический состав – выпущу тебя на волю и подарю тебе эти минералы, а нет – пеняй на себя! Превращу тебя в камень!” – гулким эхом прокатился её голос под сводом пещеры. Тут оборотилась она вдруг в маленькую зелёную ящерку и исчезла в расщелине между камней... Погоревал Данила, да делать нечего – взялся за эксперимент.

Прокалив по 10 г. обоих минералов без доступа воздуха, он обнаружил, что в случае минерала Х образовались 0.81 мл воды, газ А и 7.20 г твёрдого остатка Б чёрного цвета, а в случае минерала Y – 0.52 мл воды, газ А и 6.96 г твёрдого остатка Б. При пропускании выделившегося газа А в избыток известковой воды с последующим прокаливанием выпавшего осадка Данила в первом случае получил 2.520 г вещества В, а во втором – 3.248 г того же вещества. Вещество Б, как установил Данила, растворяется в соляной кислоте с образованием голубого, а в избытке кислоты – зелёного растворов.

Догадался Данила, что оба минерала состоят из одних и тех же элементов. Но как же определить их количественный состав?! Как ни бился над загадкой Данила – не выходит у него ничего. “Неужели так и пропаду здесь?!”

Помогите Даниле решить заданную Хозяйкой Медной горы задачу и обрести свободу. Установите химические формулы минералов X и Y. Запишите все упомянутые уравнения реакций. Как называются эти минералы? В результате каких процессов они образуются в природе (приведите уравнения реакций для любого из минералов)? Как вещество Х можно получить в лаборатории? (100 баллов)

Задача 4. «Всемогущая термодинамика»

Пользуясь приведёнными в таблице справочными данными, рассчитайте произведение растворимости и растворимость фторида кальция (гидролизом пренебречь) при 25 и 100 ^оС. С использованием полученных результатов установите, эндотермическим или экзотермическим является процесс растворения CaF₂ в воде. Оцените возможность растворения фторида кальция в сильных кислотах (диссоциацией HF пренебречь).

(70 баллов)

	CaF2	Ca2+	F-	HF
, кДж/моль	-1261.0	-543.0	-329.1	-268.6
, Дж/(моль·К)	68.9	-55.2	-9.6	173.5

Задача 5. «Таинственные соли»

При термическом разложении соли А образуются вещества Х (r = 1.251·10^-3 г/см³)
и Y, при взаимодействии которых образуется соль Б, также разлагающаяся без доступа воздуха на X и Y. При растворении в воде вещества Y, образовавшегося при разложении 50 г смеси А и Б, выделилось 44.848 л водорода (при температуре 20 ^оС и давлении
740 мм.рт.ст.). Полученный при этом раствор окрашивает пламя в малиновый цвет. Установите химические формулы веществ А, Б, Х, Y и рассчитайте массовые доли солей А и Б в смеси. Запишите уравнения всех процессов, протекающих при растворении А и Б в воде и укажите pH получаемых при этом растворов (>, < или = 7). Кто и когда открыл (впервые получил) вещества Х и Y? (70 баллов)

Задача 6. «Важная роль океанов»

Содержание углекислого газа в атмосфере в настоящее время составляет 0.03% (вес.). При этом в океанах растворено 3.5·10¹⁴ т углекислого газа. Рассчитайте, как изменится его содержание в атмосфере, если весь растворенный газ выделится в атмосферу. Возможно ли в этом случае будет существование человека (ПДК CO₂ составляет 9 г/м³, средняя молярная масса воздуха – 29г/моль, массу атмосферы примите равной 5·10¹⁵ т)? Запишите уравнения реакций всех процессов, которые происходят при растворении углекислого газа в воде. Рассчитайте pH насыщенного водного раствора CO₂, если растворимость CO₂ при 25^оC составляет 75.9 мл (н.у.) / 100г H₂O, степень превращения СO₂ в угольную кислоту равна 0.17%, К_к(H₂CO₃/HCO₃^-) = 2.5·10^-4. Кто и когда открыл углекислый газ? (70 баллов)

Задача 7. «Суперреактив – 2»

В шкафу с реактивами были обнаружены 10 неподписанных склянок с растворами следующих веществ: перхлорат натрия, нитрит натрия, нитрат калия, нитрат ртути(II), нитрат таллия(I), нитрат свинца, нитрат серебра, нитрат висмута, пероксид водорода, азотная кислота (конц.). Предложите один единственный реактив, с помощью которого можно идентифицировать содержимое всех банок. Запишите все возможные уравнения реакций предложенного вами реактива с веществами в склянках и опишите наблюдаемые при протекании этих реакций эффекты. (100 баллов)

Задача 8. «Утешительная»

Назовите все известные вам химические элементы, названные по их цвету, цвету их спектральных линий или их соединений (с расшифровкой названия). Укажите имя первооткрывателя и дату открытия (в какой трети какого века) этих элементов.

(максимум 4 балла за каждый элемент)