Уровень А
1. Какой металл встречается в земной коре в чистом виде:
В земной коре в чистом виде встречаются некоторые металлы, например, золото, платина, а также медь и серебро иногда встречаются в самородном состоянии.
Ответ: б) медь
2. Какой процесс называют пирометаллургией:
Пирометаллургия — это область металлургии, охватывающая процессы, протекающие при высоких температурах. К ним относятся обжиг, плавка, восстановление металлов из оксидов.
Ответ: б) получение металлов при обжиге минералов
3. Какие восстановители используют для восстановления металлов из их оксидов
Для восстановления металлов из их оксидов используют различные восстановители, такие как углерод (C), водород (H₂), угарный газ (CO). Также активные металлы могут восстанавливать менее активные металлы из их оксидов.
Ответ: а) C, CO₂, H₂
4. Какие металлы относятся к щелочным:
Щелочные металлы — это элементы 1-й группы главной подгруппы (кроме водорода): литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs), франций (Fr).
Ответ: б) K, Li, Na
5. В каком ряду элементов радиус атомов увеличивается:
Радиус атома уменьшается слева направо в периоде и увеличивается сверху вниз в группе. В данном ряду элементы расположены в следующем порядке:
- б) Be, Mg, Ca — элементы находятся в одной группе (II), радиус увеличивается сверху вниз.
- в) Na, Mg, Al — элементы находятся в одном периоде (III), радиус уменьшается слева направо.
Ответ: б) Be, Mg, Ca
6. У какого металла сильнее выражены восстановительные свойства:
Восстановительные свойства металлов усиливаются при движении слева направо в периоде и сверху вниз в группе. Натрий (Na) — щелочной металл, он гораздо активнее алюминия (Al) и магния (Mg).
Ответ: б) Na
7. Какой из металлов используется в самолетостроении:
Алюминий и его сплавы широко используются в авиастроении благодаря своей легкости и прочности.
Ответ: в) алюминий
8. Какая реакция относится к реакциям замещения:
Реакции замещения — это реакции, в которых атом или группа атомов в одной простой или сложной молекуле замещается атомом или группой атомов другой молекулы. В данном случае реакция железа с серной кислотой является реакцией замещения.
Ответ: в) Fe + H₂SO₄→
9. Определите коэффициент перед восстановителем в уравнении:
AI + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + H₂O
Уравнение реакции:
\( 2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \)
Восстановителем является алюминий (Al), перед ним стоит коэффициент 2.
Ответ: б) 2
10. Закончите уравнение и определите сумму всех коэффициентов:
Na+H₂O→...
Реакция натрия с водой:
\( 2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \)
Сумма всех коэффициентов: 2 + 2 + 2 + 1 = 7.
Ответ: г) 7
Уровень В
1. Осуществить цепочку превращений:
Fe → FeCl₂ → Fe(OH)₂ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe
- \( Fe + Cl_2 \rightarrow FeCl_2 \)
- \( FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \rfloor + 2NaCl \)
- \( 4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 \)
- \( 2Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + 3H_2O \)
- \( Fe_2O_3 + 3H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O \) (или восстановление другим способом, например, алюминием)
2. Какое вещество богаче алюминием гидроксид алюминия или оксид алюминия?
Для сравнения определим массовую долю алюминия в каждом соединении.
Гидроксид алюминия Al(OH)₃:
- Молярная масса Al(OH)₃ = 27 + (16+1) * 3 = 27 + 17 * 3 = 27 + 51 = 78 г/моль.
- Массовая доля Al: \( \frac{27}{78} \times 100% \thickapprox 34.6% \).
Оксид алюминия Al₂O₃:
- Молярная масса Al₂O₃ = 27 * 2 + 16 * 3 = 54 + 48 = 102 г/моль.
- Массовая доля Al: \( \frac{54}{102} \times 100% \thickapprox 52.9% \).
Ответ: Оксид алюминия (Al₂O₃) богаче алюминием.
Уровень С
Задача 1. Вычислите, какой объём (н.у.) углекислого газа можно получить из известняка массой 500 г, в котором массовая доля карбоната кальция составляет 80%.
Дано:
- Масса известняка: \( m_{известняка} = 500 \) г.
- Массовая доля \( CaCO_3 \): \( \text{w} = 80% = 0.8 \).
Найти: объём \( CO_2 \) (н.у.).
Решение:
- Найдем массу чистого карбоната кальция: \( m_{CaCO_3} = m_{известняка} \times \text{w} = 500 \text{ г} \times 0.8 = 400 \text{ г} \).
- Рассчитаем молярную массу \( CaCO_3 \): \( M_{CaCO_3} = 40 + 12 + 16 \times 3 = 100 \text{ г/моль} \).
- Рассчитаем количество вещества \( CaCO_3 \): \(
u_{CaCO_3} = \frac{m_{CaCO_3}}{M_{CaCO_3}} = \frac{400 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 4 \text{ моль} \). - Запишем уравнение реакции разложения карбоната кальция: \( CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2 \rceil \).
- Согласно уравнению реакции, из 1 моль \( CaCO_3 \) образуется 1 моль \( CO_2 \). Следовательно, \(
u_{CO_2} =
u_{CaCO_3} = 4 \text{ моль} \). - Найдем объём \( CO_2 \) при нормальных условиях (н.у.): \( V_{CO_2} =
u_{CO_2} \times V_m \), где \( V_m = 22.4 \text{ л/моль} \) — молярный объём. - \( V_{CO_2} = 4 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 89.6 \text{ л} \).
Ответ: 89,6 л.
Задача 2. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода (IV) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.
Дано:
- Объём \( CO_2 \): \( V_{CO_2} = 28.56 \) л (н.у.).
- Практический выход: \( \text{W} = 85% = 0.85 \).
Найти: массу \( Na_2CO_3 \).
Решение:
- Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната натрия с соляной кислотой: \( Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \rceil \).
- Найдем теоретическое количество вещества \( CO_2 \), зная его объём при н.у.: \(
u_{теор. CO_2} = \frac{V_{CO_2}}{V_m} = \frac{28.56 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 1.275 \text{ моль} \). - Согласно уравнению реакции, из 1 моль \( Na_2CO_3 \) образуется 1 моль \( CO_2 \).
- Рассчитаем теоретическую массу \( CO_2 \): \( m_{теор. CO_2} =
u_{теор. CO_2} \times M_{CO_2} = 1.275 \text{ моль} \times 44 \text{ г/моль} = 56.1 \text{ г} \). - Теперь учтем практический выход продукта. Так как выход продукта составляет 85%, то теоретическая масса \( CO_2 \) равна 85% от массы, которая должна была получиться из исходного \( Na_2CO_3 \).
- Рассчитаем массу \( Na_2CO_3 \), которую нужно взять, чтобы получить 56.1 г \( CO_2 \) с учетом выхода 85%.
- Теоретическая масса \( Na_2CO_3 \) \( m_{теор. Na_2CO_3} = \frac{m_{практ. CO_2}}{\text{W}} \).
- Сначала найдем массу \( CO_2 \), которая должна образоваться теоретически, исходя из массы \( Na_2CO_3 \).
- Альтернативный подход (более корректный):
- Найдем количество вещества \( CO_2 \), которое должно было образоваться теоретически, если бы выход был 100%: \(
u_{теор. CO_2} = \frac{
u_{практ. CO_2}}{\text{W}} = \frac{1.275 \text{ моль}}{0.85} = 1.5 \text{ моль} \). - Из уравнения реакции видно, что \(
u_{Na_2CO_3} =
u_{CO_2} \). - Следовательно, теоретическое количество вещества \( Na_2CO_3 \) равно 1.5 моль.
- Рассчитаем молярную массу \( Na_2CO_3 \): \( M_{Na_2CO_3} = 23 \times 2 + 12 + 16 \times 3 = 46 + 12 + 48 = 106 \text{ г/моль} \).
- Рассчитаем массу \( Na_2CO_3 \): \( m_{Na_2CO_3} =
u_{Na_2CO_3} \times M_{Na_2CO_3} = 1.5 \text{ моль} \times 106 \text{ г/моль} = 159 \text{ г} \).
Ответ: 159 г.