9 класс (10)

1.

Когда возникла необходимость использования в химической промышленности газообразного фтора, самой сложной была проблема материалов для изготовления баллонов, вентилей, трубопроводов и другой аппаратуры. Ведь известно, что фтор — очень реакционноспособное вещество, бурно реагирует, например, с водой, металлами и образует соединения даже с благородными газами. Простое решение этой химико-технологической проблемы конструкторы нашли, как говорят, в чашке с чаем (по другой версии — в кастрюле с супом).

1. Какое решение подсказала конструкторам кухонная посуда?
2. Какие химические и физические свойства должны быть у материалов, соприкасающихся со фтором?
3. При попадании воды в аппаратуру, контактирующую со фтором, может начаться очень быстрая коррозия. Почему?

2.

Во многих современных напитках углевод сахарозу C₁₂H₂₂O₁₁ (обычный сахар) заменяют дипептидом (белком) аспартамом C₁₄H₁₈O₅N₂. Известно, что 1 г аспартама благодаря более сильному сладкому вкусу может заменить до 200 г сахарозы.

1. Сколько молекул сахарозы может заменить одна молекула аспартама?
2. Можно ли использовать аспартам вместо сахара для консервации варенья? Ответ обоснуйте.

3.

Промышленный шпион фирмы Х выкрал на фирме Y секретный газ, используемый в современной промышленности. Этот газ Z он доставил в лабораторию фирмы Х. Газ, принесенный в детском цветном полиэтиленовом шарике (масса оболочки 14,0 г), занимает объем 5,0 л при н.у. Для анализа шарик с газом поместили в сосуд объемом 60,0 л, заполненный кислородом при н.у. На случай сильной вспышки дно сосуда с шариком было покрыто слоем мокрого песка. При вскрытии шарика произошла вспышка. После охлаждения сосуда до 0 °С давление в нем оказалось равным 0,4383 атм.

В сосуде вскрыли заранее внесенную колбу с гидроксидом натрия, через 2 часа давление уменьшилось до 0,0650 атм и больше не менялось. Газ, оставшийся в сосуде после всех описанных операций, оказался кислородом. Никаких новых соединений на стенках и дне сосуда не обнаружено. Масса колбы с гидроксидом натрия увеличилась на 45,0 г. При расчетах объемом колбы с гидроксидом натрия можно пренебречь.

1. Почему в сосуде не обнаружено новых соединений?
2. Определите формулу газа Z.
3. В какой отрасли промышленности может использоваться этот газ?

4.

Если залить в прибор для получения водорода, заполненный цинком, 20%-ную ортофосфорную кислоту, реакция будет идти очень медленно и вскоре совсем остановится. Если же предварительно растворить в растворе кислоты немного хлорида натрия, реакция выделения водорода сильно ускорится. Реакцию можно еще ускорить, если добавить к раствору фосфорной кислоты и хлорида натрия несколько кристалликов медного купороса.

1. Почему водород плохо выделяется при взаимодействии цинка с фосфорной кислотой?
2. Почему реакция ускоряется в присутствии хлорида натрия?
3. Почему реакция ускоряется в присутствии медного купороса?
4. Как изменится скорость реакции выделения водорода, если медный купорос добавить к фосфорной кислоте, не добавляя к ней хлорида натрия?

5.

Согласно одному из старинных рецептов, серебрение металлических предметов можно производить следующим образом: "Готовится серебрильная жидкость:
углесеребряная соль — 10 г,
серноватисто-натриевая соль — 100 г,
вода — 100 г.

После растворения в воде сливают насыщенный раствор с оставшегося осадка углесеребряной соли. К погруженным в этот раствор предметам прикасаются цинковой палочкой (контактное серебрение)".

Серноватисто-натриевая соль в этом рецепте означает тиосульфат натрия.

1. Какие химические реакции могут происходить в процессе приготовления раствора?
2. Для чего нужна цинковая палочка?
3. Что будет происходить, если в соответствии с этим рецептом посеребрить деталь из магниевого сплава?

6.

Для приготовления листов "сухой штукатурки" (ксилолита) используется, например, такой рецепт:
жженый магнезит — 90 кг,
влажные опилки — 50 кг,
раствор 30 кг хлорида магния в 80 л воды.

Полученную смешиванием веществ массу укладывают в формы; через 24 часа она затвердевает.

1. Какой химический процесс обеспечивает высокую прочность образующегося материала?
2. Приведите структурную формулу вещества, скрепляющего наполнитель (опилки) в ксилолите.

7.

Для отбеливания шерсти в начале века применялась следующая технология: шерсть нагревали в 2%-м растворе перманганата калия, подкисленного соляной кислотой, затем промывали и выдерживали в растворе сернистокислого натрия, подкисленного серной кислотой, после чего окончательно промывали и сушили.

1. Какие вещества являлись непосредственно отбеливателями в данном процессе? Напишите реакции их образования.
2. Если не использовать подкисленный сульфит натрия, то шерсть получится еще более темной, чем была вначале. Напишите уравнение реакции сульфита натрия, приводящей к обесцвечиванию шерсти в описанном процессе.

8.

Во многих колодцах под г. Переславлем-Залесским вода холодна, прозрачна и неприятна на вкус. Если открытый сосуд с этой водой оставить в теплом месте на воздухе, то через 10 минут в ней появятся белая муть и пузырьки газа. Еще через 10 минут муть станет коричневой и затем начнет выпадать в осадок. После этого вкус воды заметно улучшается.

1. Что растворено в описанной воде?
2. Какими реакциями можно подтвердить ваши предположения о составе воды?
3. Какие процессы протекают после извлечения воды из колодца?
4. Вас попросили доставить пробу этой воды для анализа в лабораторию, до которой нужно добираться несколько часов. Какие меры вы предпримете, чтобы состав воды за эти несколько часов изменился как можно меньше?

9.

Для получения железа первобытные люди использовали болотную руду. Она представляет собой коричневые окатыши, которые с некоторым трудом поддаются измельчению. Как правило, болотная руда выходит относительно тонкими (несколько сантиметров) жилами по обрывистым берегам рек и оврагов. Эти жилы возникают только в тех районах, где рядом с местом выхода находятся болота, подстилаемые красными глинами. При этом в самих болотах болотной руды, как правило, нет.

1. Из какого вещества в основном состоит болотная руда?
2. Как образуется болотная руда? Почему для ее образования обязательно необходимы болота, глины и выход глубинных болотных вод на поверхность? Напишите уравнения реакций.
3. Как первобытные люди, не знавшие доменных печей, могли добывать железо из болотной руды? Напишите уравнения реакций.
4. Какое дополнительное сырье им требовалось для получения железа и как они могли его добывать?

10.

Самый легкий инертный газ — гелий — был открыт на Солнце методом спектрального анализа в 1868 г. На земле его впервые обнаружили лишь спустя 27 лет при растворении в кислотах минерала клевеита.

1. Откуда в клевеите взялся инертный газ?
2. Напишите уравнение растворения клевеита в концентрированной азотной кислоте.