Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии. Практические задания с решениями

Определение прозрачности воды

Задание. Установите цилиндры с водой на одинаковый печатный текст и вливайте исследуемую воду, следя за тем, чтобы можно было читать через воду текст. Отметьте на какой высоте вы не будете видеть шрифт. Измерьте высоты столбов воды линейкой. Сделайте выводы.

Реактивы: дистиллированная вода, мутная вода.

Оборудование: 2 прозрачных плоскодонных цилиндра диаметром 2 - 2,5 см, высотой 30 - 35 см, стаканы с водой.

Система оценивания

1. Аккуратное вливание воды в каждый цилиндр - 2 балла

2. Рассматривание текста через воду - 2 балла

3. Определение высоты столбов воды при помощи линейки - 4 балла

4. Сравнение результатов - 4 балла

5. Оформление работы, выводы - 4 балла

ИТОГО 16 баллов

Практическая часть (9 - 11 классы)

Задание. Вам выданы шесть пронумерованных бюксов, в которых находятся сухие соли: MgCl_2, BaCl₂, PbCl₂, ZnCl₂, MnCl₂ и NaCl. Используя имеющиеся на столе реактивы и оборудование, определите в каком бюксе находится каждый из выше перчисленных хлоридов. Напишите уравнения реакций определения солей, там, где это необходимо.

Реактивы: 1M H₂SO₄, 1M NaOH, дистиллированная вода

Оборудование: шесть бюксов с солями, штатив с восемью пробирками, водяная баня, шпатель для отбора проб.

Решение

MgCl₂

BaCl₂

PbCl₂

ZnCl₂

MnCl₂

NaCl

H₂O

р

р

р _{при нагр.}

р

р

р

H₂SO₄

-

↓

↓^*

-

-

-

NaOH

↓

-

↓_{р-ся в изб.}

↓_{р-ся в изб.}

↓_буреет

-

^* осадок растворяется в избытке щелочи.

Ниже приводим один из вариантов решения. Определение солей начинаем с растворения их в воде. Для растворения берем несколько крупинок соли. Растворяются в воде без нагревания все соли, кроме PbCl₂. Эта соль растворяется при нагревании, а при охлаждении раствора вновь выпадает в осадок. Таким образом мы можем предположить, что данная соль PbCl₂. Подтвердить предположение можно следующими реакциями:

PbCl_{2(раствор)} + H₂SO₄ = PbSO₄↓ + 2HCl

Особенностью этого осадка является его растворимость в концентрированном растворе щелочи:

PbSO₄↓ +4 NaOH = Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂SO₄.

К оставшимся растворам MgCl₂, BaCl₂, ZnCl₂, MnCl₂ и NaCl по каплям добавляем серную кислоту. Осадок выпадает только в одной пробирке и не растворяется в избытке кислоты и щелочи. Это может быть только BaSO₄.

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl.

Все остальные соли образуют сульфаты, растворимые в воде.

К оставшимся в четырех пробирках растворам добавляем по каплям щелочь. При этом наблюдаем следующие эффекты.

В пробирке, содержащей раствор MgCl₂, выпадает осадок, который не растворяется в избытке реагента:

MgCl₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂↓ + 2NaCl.

В пробирке, содержащей раствор ZnCl₂, выпадает осадок , который будет растворяться как в избытке реагента, так и в кислоте. Это подтверждает амфотерность ионов цинка.

ZnCl₂ + 2 NaOH = Zn(OH)₂↓ + 2NaCl.

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄].

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + 2H₂O.

В пробирке, содержащей раствор MnCl₂, выпадает осадок, буреющий на воздухе.

MnCl₂ + 2NaOH = Mn(OH)₂ ↓+ 2NaCl.

2Mn(OH)₂ + O₂ = 2MnO(OH)₂↓ (бурый) или

2Mn(OH)₂ + O₂ = 2MnO₂ + 2H₂O.

В пробирке, содержащей раствор NaCl, никаких эффектов не наблюдаем.

Система оценивания

За определение каждой соли с необходимыми уравнениями реакций - 5 баллов  6 = 30

ИТОГО 30 баллов