основні класи неорганічних сполук

1. Розв`язування олімпіадних задач з теми «Основні класи
неорганічних сполук».
Найбільш цікаві але і найскладніші для розуміння школярів є
задачі олімпіадного рівня. Більшість таких задач вимагають не
лише ґрунтовного знання основних законів і теорій, хімічних
властивостей вивчених класів речовин, але вимагають від учнів
нестандартного мислення, тому, що кожна з них має якусь
«ізюминку», часто рівняння, використані в задачі виходять за межі
шкільного курсу хімії.
Складніші задачі вимагають творчого підходу, знань законів
хімії, зв'язку теорії з практикою і важливі з точки зору свідомого,
глибокого і міцного засвоєння основ хімії.
При розв'язування задач алгоритм дії може бути такий:
1. Уважно прочитайте умову задачі та запишіть скорочено
умову, використовуючи при цьому загальновживані позначення
величин.
2. Проаналізуйте задачу та складіть хімічні рівняння, зробіть
його (їх) аналіз. Для цього:
а). Зробіть відповідні позначення над і під формулами речовин.
б). Осмисліть логічну послідовність дій та виберіть спосіб
розв'язування.
3. Виконайте розрахунки в тих одиницях вимірювання, які
задані умовою задачі, використовуючи по можливості формули або
пропорції. Обчислення проводьте з точністю до 0,01.
4. Запишіть повну відповідь.
Розглянемо найбільш поширені типи розрахункових задач.
1. Газ, добутий унаслідок дії розведеної хлоридної кислоти
на кристалічний ферум (ІІ) сульфід, пропустили крізь
розчин алюміній хлориду. Маса осаду становила 1,56 г.
Визначте масу алюміній хлориду в розчині.
Варіант розв’язку:
FеS+2НС1=FеС12+Н2S (1)
3H2S+2А1С13=А12S3+6НС1 (2)
У результаті гідролізу А12S3 утворюється осад А1(ОН)3:
А12S3+6НОН=2А1(ОН)3↓+3Н2S. (3)
Кількість речовини А1(ОН)3:
ν=m / М;

2. v(Аl(ОН)3) = 1,56 г: 78 г/моль = 0,2 моль.
З рівняння (3) та (2):
v (А1(ОН)3):v(Al2S3): vАlСl3) = 2:1:2=0,2:0,1 :0,2.
v(А1С13)= 0,2 моль;
т (АlСl3) = 0,2 моль • 133,5 г/моль = 26,7 г.
Відповідь: m(А1С13)= 26,7г.
2. Яку масу манган(ІV) оксиду і яку масу розчину хлоридної
кислоти з масовою часткою гідроген хлориду 3,65 %
потрібно взяти для добуван-ня хлору, що може
витіснити з розчину калій йодиду йод масою 25,4г?
Варіант розв’язку:
МnО2+4НС1=МnСl2+Сl2+Н2О; (1)
Сl2+ 2KI = I2 + 2KCl (2)
Кількість речовини йоду:
v(І2) = т: М = 25,4 г: 127 г/моль = 0,2 моль.
З рівняння (2):
v(I2): v(Сl2) = 1:1 = 0,2:0,2.
З рівняння (1):
v (Сl2): v(МnО2): v(HC1) = 1:1:4 = 0,2:0,2:0,8.
Звідси:
т (МnО2) =v. М= 0,2 моль • 87 г/моль = 17,4 г.
т (НС1) = 0,8 моль • 36,5 г/моль = 29,2 г.
Визначимо масу розчину хлоридної кислоти:
w = mреч
: mрозч; mрозч (HC1) = mреч • w = 29,2 г: 0,0365 = 800 г.
Відповідь: m (МnО2)= 17,4г; mрозч(НС1) = 800г.
3. В результаті прожарювання зеленого порошку масою
36,2 г одержали 15 г темно-зеленого безводного осаду, 17,6
г газу, який при пропусканні через вапняну воду спричинює
її помутніння і 4,48 л водяної пари. Встановити формулу
вихідної речовини
Варіант розв’язку:
Наявність вуглекислого газу серед продуктів розкладу (він
спричинює помутніння вапняної води) говорить про те, що вихідна
речовина – карбонат. Зелений колір серед карбонатів мають купрум
(ІІ) гідроксокарбонат, ніколу карбонат та гідрокарбонат. При
термічному розкладі утворюється темно-зеленого кольору ніколу

3. оксид (купрум (ІІ) оксид – чорного кольору). Наявність у продуктах
розкладу водяної пари говорить про те, що вихідною речовиною
був нікол гідрокарбонат.
За продуктами розкладу ми зробили висновок, що до складу
вихідної речовини входить нікол, оксиген, гідроген та карбон.
Визначаємо масу утвореної води: m(Н2О) = V(Н2О)хМ(Н2О)/Vm;
М(Н2О)= 18г/моль; m(Н2О)=4,48 л х 18 г/моль : 22,4 л/моль = 3,6 г.
Згідно з законом збереження маси: m(речовини) = m(NiO) +
m(СО2) + m(Н2О): 36,2г = 15г + 17,6г + 3,6г; 36,2г = 36,2г.
Визначаємо масу ніколу в 15г NіО: М(NіО) = 73 г/моль; m(Nі)
= 15х59:73 = 12,12 г. Аналогічно визначаємо масу карбону в СО2 та
гідрогену в Н2О:
М(СО2) = 44 г/моль, m(С) = 17,6г х 12г : 44г = 4,8г .
m(Н) = 3,6г х 2г : 18г = 0,4г.
Масу оксигену визначаємо за різницею між масою речовини та
сумою мас гідрогену, ніколу та карбону: m(О) = 36,2 – (0,4 + 12,12
+ 4,8) = 18,88 (г).
Використовуючи формулу ν = m:М, знаходимо відношення
атомів ніколу, карбону, гідрогену та оксигену в речовині: n(Nі) :
n(С) : n(Н) : n(О) = 12,12/59 : 4,8/12 : 0,4/1 : 18,88 : 16 = 0,2 : 0,4 : 0,4
: 1,2 = 1 : 2 : 2 : 6. Отже формула речовини NіН2С2О6 або
Nі(НСО3)2.
4. Деякий мінерал містить 20, 14 % Феруму, 11,51%
Сульфуру, 63,31% Оксигену та Гідроген. Визначте його
формулу. Де використовують цю речовину? (2006-07 н.р.,
Шушваль І.І.)
Авторський варіант розв’язку:
Дано:
ω(Fe) = 20,14 % ω(Н) = 100 – (20,14 + 11,51 + 63,31) =
5,04 (%)
ω(S) = 11,51 а : б : в : г = (20,14:56) : (11,51:32) :
(63,31:16) :
ω(О) = 63,31 (5,04:1) = 0,36 : 0,36 : 3,96 : 5,04 = 1 : 1 : 11 :
14,
________________________ отже загальна формула сполуки –
FеSО11Н14.

4. FеаSбОвНг – ? Якщо це мінерал, то скоріше всього –
кристалогідрат,
тобто містить в своєму складі кристалізаційну
воду.
В складі сполуки міститься 14 атомів Гідрогену, отже можна
припустити, що до складу молекули мінералу входить 7 молекул
води. В такому випадку одержимо сполуку: FеSО4·7Н2О (ферум (ІІ)
сульфат семиводний (гідрат) або залізний купорос).
5. ( уявний експеримент) У посудинах без написів у вигляді
порошків містяться такі речовини: калій перманганат,
купрум (ІІ) оксид, манган (ІV) оксид, натрій нітрат,
кухонна сіль. Як розрізнити ці речовини, використовуючи
найменшу кількість додаткових реактивів. Складіть план
визначення цих речовин та напишіть рівняння
відповідних реакцій. (2008-2009н.р., Роговик О.В.)
Варіант розв’язку
1). Нам видано три чорні порошки: KMnO4, MnO2, СuО.
2) Два білі порошки: NаNО3, NaCl.
3)Зразки виданих порошків нагрівають.
4) В пробірках, де були речовини KMnO4, NаNО3
спостерігається виділення газу кисню (перевіряємо тліючою
скіпкою):
2KMnO4
t° → K2MnO4 + MnO2 + O2↑;
2NаNО3
t° → 2NаNО2 + О2↑.
5) Чорна речовина – калій перманганат (KMnO4).
6) Біла речовина – натрій нітрат (NаNО3).
7) Методом виключення визначаємо другий білий порошок –
натрій хлорид (NaCl), (можна розчинити і добавити розчину
аргентум нітрату – випаде білий осад: NaCl + АgNO3 = АgCl↓ +
NaNO3).
8) Чорні порошки нагріваємо в розчині НCl.
9) В одній пробірці розчин забарвиться після розчинення
оксиду в голубий колір:
СuO + 2HCl = CuCl2 + H2O (там був купрум (ІІ) оксид).
10) В другій пробірці після розчинення осаду розчин буде
безбарвним:
МnO2 + 4 HCl = MnCl4 + 2H2O (там був манган (ІV) оксид).

5. 6. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких з
чотирьох простих речовин – натрію, сірки, кисню і водню,
можна добути три кислоти, три середні і три кислі
солі.(2008-2009н.р.,Гаврилаш Я.Л.)
Варіант розвязку
Із кисню і водню можна добути воду: 2Н2 + О2 = 2Н2О.
Із сірки і кисню можна добути сульфур (IV) оксид, який можна
окислити до сульфур (VI) оксиду: S + О2 = SО2; 2SО2 + О2 =
2SО3,
Калій, взаємодіючи з водою, утворює гідроксид:
2К + 2Н2О = 2КОН + Н2.
Калій гідроксид можна відновити металічним калієм до оксиду:
2КОН + 2К = 2К2О + Н2.( При безпосередній взаємодії калію з
киснем оксид не утворюється: К + О2 = КО2 - надперосид калію, до
оксидів він не належить).
Основний калій оксид з кислотними оксидами сульфуру
утворює відповідно калій сульфіт і калій сульфат - дві середні солі:
K2O+SО2=K2SО3, К2О + SО3 = K2SО4.
Ще одну середню сіль (калій сульфід) можна добути
безпосередньо взаємодією калію і сірки: 2К + S = K2S.
Водень з сіркою утворює сірководень: H2 + S = H2S, розчин
якого у воді називається сульфідною кислотою.
Сульфур (IV) оксид взаємодіє з водою, утворюючи гідрат, який
називається сульфітною кислотою: SО2+H2О = H2SО3.
При взаємодії сульфур (VI) оксиду з водою утворюється
сульфатна кислота:
Нарешті, три кислі солі можна добути, здійснивши реакції між
калій оксидом і трьома добутими кислотами, взявши їх з
надлишком:
К2О + 2H2S =2KHS + Н2О; К2О +2H2SО3 =2KHSО3 + Н2О;
К2О + 2H2SO4 = 2KHSО4 + Н2О, або взаємодією надлишку калій
гідроксиду з кислотами.