Разбор регионального комплекта

9 заданий

Решение задачи 1 и альтернатива

В задаче 1 требуется определить содержание карбоната и NaOH в смеси. Метод Уордера основан на титровании до двух точек: первую определяют по фенолфталеину, вторую — по метиловому оранжевому. До первой точки кислота нейтрализует NaOH и переводит карбонат в гидрокарбонат. Между первой и второй точками она нейтрализует гидрокарбонат. Поэтому расход кислоты на втором участке соответствует карбонату, а разность расходов на первом и втором участках — щёлочи.

edit_noteМетод Уордера

Для аликвоты объёмом 25,00 мл использовали 0,1000 М HCl: \(V_1 = 20{,}00\) мл израсходовали до первой точки, \(V_2 = 8{,}00\) мл — между первой и второй точками. Количество карбоната составляет \(0{,}1000\cdot8{,}00 = 0{,}800\) ммоль; количество щёлочи составляет \(0{,}1000\cdot(20{,}00 - 8{,}00) = 1{,}200\) ммоль (48,0 мг).

Состав смеси можно определить и методом Винклера для щелочей. В одной аликвоте измеряют общую щёлочность титрованием до метилового оранжевого (\(V_\text{общ} = V_1 + V_2\)). В другую сначала добавляют \(\ce{BaCl2}\), который осаждает карбонат, а затем титруют раствор до фенолфталеина: в этом случае определяют только NaOH. Оба метода приводят к одному ответу; второй точнее, если переход окраски фенолфталеина в присутствии карбоната размыт.

boltПолнота обоснования

В решении необходимо объяснить, почему \(V_2\) соответствует карбонату, а \(V_1 - V_2\) — щёлочи. За одни численные результаты без объяснения можно получить лишь частичный балл.

Решения задач 2 и 3

В задаче 2 металл определяют по объёму выделившегося водорода, а затем проверяют вывод по свойствам его соединений.

edit_noteНеизвестный металл

Объёму 0,8160 л \(\ce{H2}\) соответствует 0,03641 моль. Массу металла, приходящуюся на один моль отданных им электронов, называют эквивалентной массой; здесь она равна \(2{,}000/(2\cdot0{,}03641) = 27{,}47\). При валентности 2 молярная масса составляет 54,9 г/моль, следовательно, металл — марганец. Выбор подтверждают свойства его соединений: соли \(\ce{Mn^2+}\) бледно-розовые, а белый \(\ce{Mn(OH)2}\) буреет на воздухе.

В задаче 3 результаты трёх титрований пересчитывают с учётом соотношений между количествами реагирующих веществ.

edit_noteТри титрования

При определении меди \(n(\ce{Cu}) = n(\ce{S2O3^2-}) = 3{,}520\) ммоль. Масса меди составляет 223,7 мг из 350,0 мг, или 63,9 %. Для железа \(n = 5\cdot0{,}0200\cdot22{,}40 = 2{,}240\) ммоль; его масса составляет 125,1 мг, или 31,3 %. Для дихромата \(n = 3{,}640/6 = 0{,}6067\) ммоль. Его масса составляет 178,5 мг из 180,0 мг, или 99,2 %.

boltПроверяйте правдоподобие

Содержание меди в латуни 60–70 %, железа в руде 30 % и дихромата в техническом продукте 99 % выглядят правдоподобно. Если расчёт приводит к 127 %, проверьте прежде всего стехиометрический множитель.

Что повторить

После разбора тура сгруппируйте ошибки по темам. Так будет ясно, какие приёмы нужно отработать дополнительно:

Повторите титриметрию по урокам 237–239: выбор индикаторов, метод Уордера и электронные соотношения.
Повторите определение неизвестных веществ по урокам 254, 180: расчёт эквивалентов и проверку ответа по свойствам.
Повторите окислительно-восстановительные реакции (ОВР) по урокам 77–86: электронный баланс и метод полуреакций.

boltПрактикум после тура

По каждой теме, вызвавшей затруднения, решите 5 новых задач в течение недели. Через 2–3 недели решите региональный комплект заново без подсказок, чтобы проверить, удалось ли устранить ошибки.

push_pinГлавное

В задаче 1 метод Уордера позволяет по объёмам \(V_1 = 20{,}00\), \(V_2 = 8{,}00\) мл найти в аликвоте 0,800 ммоль карбоната и 1,200 ммоль щёлочи; альтернативный способ использует две аликвоты, в одну из которых добавляют \(\ce{BaCl2}\) для осаждения карбоната. Кроме того, в задаче рассматривается стандартизация раствора по фталату. В задаче 2 эквивалентной массе 27,5 при валентности 2 соответствует молярная масса M = 54,9 (Mn); ответ подтверждают свойства соединений марганца. В задаче 3 используют иодометрию меди с соотношением 1 : 1, перманганатометрию железа с соотношением 5 : 1 и иодометрию дихромата с соотношением 1 : 6.

Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.