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
Аккуратное вливание воды в каждый цилиндр – 2 балла
Рассматривание текста через воду – 2 балла
Определение высоты столбов воды при помощи линейки – 4 балла
Сравнение результатов – 4 балла
Оформление работы, выводы – 4 балла
ИТОГО 16 баллов
Практическая часть (9 – 11 классы)
Задание. Вам выданы шесть пронумерованных бюксов, в которых находятся сухие соли: MgCl2, 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 NaClH2O ррр при нагр. рррH2SO4 – ↓↓* – – –
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:
PbCl2(раствор) + H2SO4 = PbSO4↓ + 2HClОсобенностью 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
ИТОГО30 баллов