LICEUL DE CREATIVITATE ŞI INVENTICĂ
“PROMETEU-PRIM”
CONCURSUL DE CHIMIE “PRO-CHIM”
25 aprilie 2015
Clasa a IX-a
I. Încercuiţi
litera corespunzătoare răspunsului corect. 20p
1. Cuarţul este oxidul unui element X
care este al doilea ca răspândire pe Pământ. Elementul este:
a. aluminiu b.
magneziu c. siliciu d. carbon
2. Gazul
rezultat în urma respiraţiei este barbotat într-o soluţie limpede de apă de
var. Vei observa următoarele modificări:
a.
nu se observă schimbări, nu are loc reacţie
chimică
b. se degajă un gaz colorat
c. soluţia devine tulbure datorită Ca(OH)2
format
d. soluţia se tulbură datorită formării CaCO3.
3.
Pentru procesul redox:
K2Cr2O7
+ XH2SO4 +YSO2 → K2SO4
+ Cr2(SO4)3+ZH2O,
valorile X,
Y și Z sunt:
a.
1, 3,1 b. 4,1,4 c. 3,2, 3 d. 2,1,2
4. O
substanţă compusă are formula moleculară ABC3, iar între numerele
atomice ale celor trei elemente există
relaţiile: ZA – ZB = ZC – 2; ZA = 2ZB şi ZA
+ Z C = 20. Substanța compusă este:
a. CaCO3 b. KNO3 c. MgCO3 d. KClO3
5.
Ce afirmație este INCORECTĂ cu referire la moleculele NH3,
PH3 și AsH3?:
a. Toate conțin o pereche de electroni
neparticipanți
b.
Toate sunt molecule polare
c.
Toate trei conțin trei legături covalente simple
d. Toate trei sunt plane și triunghiulare.
6.
O bară de fier se transformă în
rugină, FeO(OH), în proporţie de 40% şi cântăreşte după ruginire 276,8 g. Masa
iniţială a barei de fier a fost de:
a. 692 g b.
174,16 g c. 224 g d. 448 g
7. Piatra
vânătă, CuSO4·5H2O, se utilizează pentru obţinerea unor
reactivi de identificare a
substanţelor
reducătoare. Pentru obţinerea unui reactiv numit Fehling se dizolvă 10 g de
CuSO4·5H2O în 350 g apă. Soluţia obţinută este tratată cu
o soluţie de NaOH. Masa soluţiei de NaOH de concentraţie 10 % care precipită
complet ionii Cu 2+ este:
a. 50 g b.
32 g c. 25 g d.
16 g
8.
O substanţă gazoasă are densitatea
(în c.n.) egală cu 0,00196 g/ml, substanţa este:
a.
Ne b.
Ar c. O2 d. CO2
9.
Un compus conține 53,1% carbon,
15,95% hidrogen și azot. Masa molară a compusului este 90 g/mol. Compusul are
formula:
a. C4H14N2
b.
C2H7N c.
C3H12N2 d. C2H14N2
10. Un nor ce cuprinde un volum de 5000 l H2O
(ρapă = 1 kg/l) traversează o zonă în care se află 44,8 l SO2
(c.n.). Ploaia acidă rezultată va avea o concentraţie exprimată în g/l de:
a. 0,033 g/l b.
0,032 g/l c. 0,012 g/l d. 0,025 g/l
Problema II. Wolframul
este un metal cu luciu alb-argintiu, maleabil, ductil și extrem de rezistent.
Se știe că este metalul cu cel mai înalt punct de topire: 3422 ºC.
Partea de masă a wolframului în scoarța pamântului este de circa 0,0064.
Wolframul nu se găsește liber în natură, ci în formă de oxizi și wolframați. Cele mai
importante minereuri de wolfram sunt: wolframit (Mn, Fe)WO4 și scheelit CaWO4.
În anul 2013, producția
globală de wolfram a fost de 59.000 t, cel mai mare producător de wolfram
fiind China, cu circa 80% din producția globală anuală.
Prelucrarea modernă a minereurilor de wolfram permite obținerea unei
substanțe cristaline de puritate înaltă, cu formula (NH4)10(H2W12O42)·4H2O
- parawolframatul de amoniu, (numit în continuare compusul A). Acest compus se
descompune, la temperatura de 3000C, cu formare de trioxid de wolfram, amoniac și apă.
1. Determinați gradul de oxidare al wolframului în compusul A. (2p)
|
Gradul de oxidare al
wolframului este: _____________
|
2. Calculați masa molară a compusului A. (2p)
|
Rezolvare:
Răspuns: M(A) = ______________________
|
3. Calculați partea de masă a wolframului în compusul
A. (2p)
|
Rezolvare:
Răspuns: ω(W) =
______________________
|
4. Scrieți ecuația reacției de descompunere termică a compusului
A. (2p)
|
Ecuația reacției:
____________________________________________________
|
Wolframul pur nu
poate fi obținut prin reducerea oxizilor de wolfram cu carbon, deoarece
interacționează cu acesta formând carburi. Din această cauză, agentul
reducător utilizat în producerea wolframului este hidrogenul.
5. Scrieți ecuația reacției de reducere a
trioxidului de wolfram cu hidrogen și egalați-o prin metoda bilanțului
electronic. (4p)
|
Ecuația reacției:
___________________________________________________
Bilanţ electronic:
|
6. Știind că o fabrică de producere a
wolframului dorește să obțină 100 t de wolfram pur, calculați masa minimă de wolframit pe care trebuie să o utilizeze
(raportul molar al ionilor Fe2+:Mn2+ în minereu este de
3:1). Se consideră că toate procesele de conversie, la care participă
wolframul, decurg cu un randament de 100 %. (4p)
|
Rezolvare:
Răspuns: m(wolframit) =______________________
|
6a. Calculați
ce buget minim trebuie să aloce fabrica de producere a wolframului pentru
procurarea cantității necesare de minereu, dacă prețul unui kilogram de
wolframit este de 81,15$. (1p)
|
Rezolvare:
Răspuns: Bugetul minim alocat
este de ______________________
|
7. Care este valoarea presiunii minime a
hidrogenului necesar pentru a reduce 1,00 kg de trioxid de wolfram la
temperatura 6500C, într-un vas cu volumul de 1,00 m3?
(Se consideră că hidrogenul respectă legile gazelor ideale.) (Constanta gazelor ideale: R=8,3145 J/K·mol) (4p)
|
Rezolvare:
Răspuns: p(H2) =______________________
|
Prin
reducerea cu cocs a trioxidul de wolfram se formează carbura de wolfram (numită în continuare compusul
B). Carbura de wolfram are
variate utilizări: de la ustensile de tăiat cu o duritate apropiată de cea a
diamantului, până la reflector de neutroni în reactoarele nucleare.
8. Deduceți formula moleculară a carburii de
wolfram, dacă se știe că partea de masa a carbonului în compusul B este de
6,12%. (2p)
|
Rezolvare:
Răspuns: B =
______________________
|
9. Scrieți ecuația reacției de reducere a trioxidului
de wolfram cu cocs și egalați-o prin
metoda bilanțului electronic. (4p)
|
Ecuația reacției:
_____________________________________________________
Bilanţ electronic:
|
10. Știind că randamentul reacției de
reducere este de 76,81%, calculați masa de compus B ce se va obține
din 250 kg de trioxid de wolfram și masa necesară de cocs (dacă reacția ar decurge
stoechiometric). (5p)
|
Rezolvare:
Răspuns: m(B) = _________________, m(cocs)= ______________
|
Problema III: Un element metalic X formează mai mulţi oxizi. Metalul X este larg utilizat în
fabricarea oţelurilor cu duritate înaltă şi pentru acoperiri anticorozive.
La încălzirea
unei probe din oxidul A (al metalului
X) la peste 5000C, pentru un timp îndelungat, partea de masă a
oxigenului din probă se micşorează de 1,520 ori. Produsul acestei reacţii este
un alt oxid de culoare verde-închis B, care este utilizat ca abraziv sau
colorant anorganic.
Reacţia
compusului A cu un acid C produce sarea D.
În industrie,
metalul X este produs din reducerea unui mineral E cu cocs într-un cuptor
electric. Mineralul E conţine pe lângă metalul X un alt metal - componentul de
bază al oţelurilor.
Partea de masă a
oxigenului în compusii B, C D şi E este arătată în tabelul de mai jos:
Compusul
|
B
|
C
|
D
|
E
|
ω(O), %
|
31,58
|
58,48
|
48,96
|
28,59
|
Rezolvare:
Răspuns: X =_____, A =_______, B =_______, C
= _______,
D =________, E = ________.
|
|
III.2.
Scrieţi ecuaţiile reacţiilor ce sunt menţionate în enunţul
problemei şi egalaţi-le prin metoda bilanţului electronic. (12p)
Rezolvare:
1.
2.
3.
|
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu