OLIMPIADA DE SECTOR LA CHIMIE 2018

CLASA A IX-A

TEST

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

b d a d c d c d c d

PROBLEMA 1

a) Fie Vgaz de furnal=100 L → V(H2O)=2,3 L, V(CO2)=18 L, V(CO)=22,45 L, V(H2)=6,15 L, V(N2)=57,25 L

m(𝑔𝑎𝑧) =V·M

𝑉m → m(H2O)=

2,3L·18g/mol

22,4L/mol=1,848 g; m(CO2)=

18L·44g/mol

22,4L/mol=35,357 g; m(CO)=

22,45L·28g/mol

22,4L/mol=

28,06 g; m(H2)= 6,15L·2g/mol

22,4L/mol=0,549 g; m(N2)=

57,25L·28g/mol

22,4L/mol=71,562 g;

m(gaz de furnal) = 1,848g + 35.357 g+28,06g+0,549g +71,562g=137,376 g

ρ(gaz de furnal)= 137,376 g

100 L= 1,374 g/L

b) 2CO + O2 = 2CO2 ec.1

2H2 + O2 = 2H2O ec.2

H2O, CO2, N2 - nu ard

1m3 gaz de furnal = 1000 L→ V(H2O)=23 L, V(CO2)=180 L, V(CO)=224,5 L, V(H2)=61,5 L, V(N2)=572,5 L

2 L CO........1 L O2 2 L H2........1 L O2

224,5 L CO.......V1(O2)→ V1(O2)= 112,25 L 61,5 L H2.......V2(O2)→ V2(O2)= 30,75 L

Vtotal(O2) = 112,25 L + 30,75 L= 143 L → Vaer = 143L·100%

21%= 680,95 L

c) După arderea completă, amestecul final va conține: H2O, CO2 și N2

Vfinal (CO2)= Vinițial(CO2)+ Vformat reacția1(CO2)

Vformat reacția1(CO2)= Vinițial(CO)=224,5 L → Vfinal (CO2)=180 L + 224,5 L=404,5 L

Vfinal (H2O)= Vinițial(H2O)+ Vformat reacția2(H2O)

Vformat reacția2(H2O)= Vinițial(H2)=61,5 L → Vfinal (H2O)=23 L + 61,5 L=84,5 L

V(N2)din aer= Vaer−V(O2)=680,95 L −143 L=537,95 L

Vfinal (N2)= Vinițial(N2)+ V(N2)din aerul consumat → Vfinal (N2)= 572,5 L + 537,95 L =1110,45 L

Vfinal total = V(CO2) + V(H2O) + V(N2)=404,5 L + 84,5 L + 1110,45 L=1599,45 L

φ(CO2)= 404,5 L·100%

1599,45 𝐿= 25,29%, φ(H2O)=

84,5 L·100%

1599,45 𝐿= 5,28%, φ(N2)=

1110,45 L·100%

1599,45 𝐿= 69,43%

Răspuns: a) ρ(gaz de furnal)= 1,374 g/L

b) Vaer = 680,95 L

c) φ(CO2)= 25,29%, φ(H2O)= 5,28%, φ(N2)= 69,43%,

PROBLEMA 2

a) Ni + 2HCl = NiCl2 + H2↑ ec.1

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ ec.2

Cu+ 2HCl ≠

υtotal(H2)= 0,99167 L

22,4L/mol=0,044 mol

Ni + NaOH ≠

2Al + 2NaOH + 2H2O= 2NaAlCl2 + 3H2↑ ec. 3

Cu+ 2HCl ≠

υ(H2)= 0,90222 L

22,4L/mol=0,04 mol

Conform ec.3 υ(Al)

2=

υ(𝐻2)

3 → υ(Al) =

υ(𝐻2)·2

3 =0,0268 mol → m(Al) =0,0268mol·27 g/mol =0,725 g

Conform ec.2 υ(Al)

2=

υ(𝐻2)

3 → υ(H2) =

υ(Al)·3

2 =0,04 mol → υ(H2) =

υ(Al)·3

2 =0,04 mol

Calculăm υ(H2)ec.1= υtotal(H2) − υ(H2)ec.2 =0,044 mol−0,04 mol= 0,004 mol

Conform ec. 1 υ(H2)ec.1 =υ(Ni)= 0,004 mol → m(Ni) =0,004mol·59 g/mol =0,236 g

m(Cu) =5 g −0,725 g −0,236 g =4,039 g

ω(Al)= 0,725 g·100%

5𝑔= 14,5%, ω(Ni)=

0,236 g·100%

5 𝑔= 4,72%, ω(Cu)=

4,039 L·100%

5 𝑔= 80,78%

Răspuns: ω(Al)= 14,5%, ω(Ni)= 4,72%, ω(Cu)= 80,78%

PROBLEMA 3

υ(P)= 4,65 g

31 g/mol=0,15 mol

0,15 mol x

5O2 + 4P = 2P2O5 → υ(P) = 0,15 mol·2mol

4mol =0,075 mol

4 mol 2 mol

m(Ca(OH)2) = m(sol.)·ω

100% =

150 g·3,7%

100% =5,55 g→ υ(Ca(OH)2) =

5,55 g

74 g/mol =0,075 mol

Reacția dintre P2O5 și Ca(OH)2 poate conduce la formarea a trei produși (în funcție de raportul molar):

3Ca(OH)2 + P2O5 = Ca3(PO4)2↓ +3 H2O ec. 1 3 mol 1mol

2Ca(OH)2 + P2O5 = 2CaHPO4↓ + H2O ec. 2 2 mol 1mol

Ca(OH)2 + P2O5 = Ca(H2PO4)2 ec. 3 1 mol 1mol

Deoarece în problemă raportul molar Ca(OH)2:P2O5 corespunde ec. 3 (0,075 mol:0,075 mol), produsul reacției va

fi Ca(H2PO4)2 care este o sare solubilă. Așadar:

a) nu se va forma precipitat.

b) Ca(OH)2 + P2O5 = Ca(H2PO4)2 +3 H2O ec. 3 1 mol 1mol 1mol

Deoarece cantitățile de Ca(OH)2 și P2O5 sunt stoechiometrice, soluția finală va conține doar Ca(H2PO4)2.

υ(Ca(H2PO4)2) = υ(Ca(OH)2) = 0,075 mol → m(Ca(H2PO4)2) =0,075mol·234 g/mol =17,55 g

msol.finală = msol.inițială (Ca(OH)2) + m(P2O5)

m(P2O5)= 0,075mol·142 g/mol =10,65 g

msol.finală = 150 g + 10,65 g = 160,65 g

ω(Ca(H2PO4)2)= 17,55 g·100%

160,65𝑔= 10, 924%

Răspuns: a) nu se depune precipitat

b) ω(Ca(H2PO4)2)= 10, 924%