9 класс

9 класс
1. Для регенерации воздуха в условиях замкнутого пространства, например на подводных
лодках, применяют надпероксид калия (КО2). Запишите уравнения реакции регенерации
воздуха надпероксидом калия, определите окислитель и восстановитель. Предложите способ
получения надпероксида калия. Человек в сутки выделят примерно 500 л углекислого газа
(н.у.). Вычислите массу надпероксида калия для обеспечения жизнедеятельность экипажа,
состоящего из десяти человек в течение трёх суток. (Всего 5 баллов)
Решение
K + O2 = KO2 (1 балл)
4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2. (1 балл)
Надпероксид калия в данной реакции диспропорционирует, являясь и окислителем и
восстановителем. (1 балл)
В сутки человек выделяет углекислого газа 500 л, что составляет 500 / 22,4 = 22,32
моль, чтобы его утилизировать требуется в 2 раза больше надпероксида калия, т.е.
44,64 моль или 3,17 кг. (1 балл)
Для работы в течении 3 суток для десяти человек потребуется 3,17∙10∙3 = 95,1 кг
надпероксида калия. (1 балл)
2. В 1803 году профессор химии Яков Дмитриевич Захаров получил водород разложением
водяных паров «посредством раскаленного железа» и наполнил «водотворным гасом шар».
Железо превращалось в окалину. Фактически это была первая промышленная установка по
получению водорода. В установку помещалось 819 кг железных стружек, и производила она
91 м3 водорода (в пересчёте на нормальные условия) в час.
Запишите уравнение реакции получения водорода этим способом. Составьте электронный
баланс. Какой объём воды потребляла данная установка в час? Сколько часов она могла
работать? (Всего 4 балла)
Решение
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 (1 балл)
Количество водорода в молях = 91000/22,4 = 4062,5 моль.
Количество воды тоже равнялось 4062,5 моль.
Масса воды равна 4062,5 ∙18 = 73125 г или 73,125 кг. (1 балл)
За 1 час работы установки расходуется 3∙4062,5/4 = 3046,88 моль железа
или 170,625 кг. (1 балл)
Время работы установки составляет приблизительно 5 часов:
819 / 170,625 = 5,2 часа. (1 балл)
3. Как называется минерал, если при прокаливании его образца образуется 80 г оксида меди (II),
22 г углекислого газа и 9 г воды. Что будет наблюдаться при попадании на образец этого
минерала раствора соляной кислоты? Запишите уравнение реакции. (Всего 4 балла)
Решение
1 моль 0,5 моль 0,5 моль = 2 : 1 : 1 (1 балл)
СuxCyHzOm → 2CuO + CO2 + H2O (1 балл)
(CuOH)2CO3 — малахит (1 балл)
(CuOH)2CO3 + 4HCl = 2CuCl2 + CO2 + 3H2O (1 балл)
4. В избытке кислорода сожгли раствор фуллерена C60 в сероуглероде. Образовалась газовая
смесь, в которой объемная доля SO2 в k раз больше объемной доли CO2. Известно, что в 1 мл
сероуглерода максимально может раствориться 7,9 мг C60. Плотность сероуглерода
составляет 1.26 г/мл. Рассчитайте интервал возможных значений k. (Всего 7 баллов)
Решение
Если в растворе сероуглерода фуллерена нет, то k равен 2, так как при сгорании
сероуглерода (CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2) (1 балл) на 1 моль углекислого газа приходится 2
моль сернистого. (1 балл)
Возьмём 100 мл сероуглерода, тогда масса его составит 100∙1,26 = 126 г.
В 100 мл сероуглерода растворится 790 мг (0,79 г) фуллерена. (1 балл)
Тогда количество вещества сернистого газа (CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2) будет равно
(126/76)∙2=3,316 моль, а количество вещества углекислого газа буде в два раза меньше
3,316/2=1,658 моль. (1 балл)
Также при сгорании фуллерена (С60 + 60О2 = 60СО2) образуется (0,79/720)∙60= 0,0658 моль
углекислого газа. (1 балл)
Тогда общее количество углекислого газа 1,658 + 0,0658 = 1,7238 моль, (1 балл)
тогда k = 3,316/1,7238 = 1,924. Ответ: 1,924< k<2 (1 балл)
5. Какие азотные минеральные удобрения вы знаете? Рассчитайте максимально возможное
содержание азота в каждом из них. Какое из них наиболее богато азотом? (Всего 7 баллов)
Решение
а) жидкий аммиак NH3; 82,4 %. (1 балл)
б) мочевина (NH2)2СO; 46,7 %. (1 балл)
в) аммиачная селитра NH4NO3; 35 %. (1 балл)
г) кальциевая селитра Сa(NO3)2; 17,1%. (1 балл)
д) натриевая селитра NaNO3; 16,5 %. (1 балл)
е) калийная селитра KNO3; 13,9 %; (1 балл)
а также комплексные удобрения (аммофос, аммофоска, азофос, азофоска и др.) (1 балл)