Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете - [65]

). Масса воздуха в ампуле 1,29 ∙ 70 ≈ 90 мг. Значит, продукта получилось не 114 мг, а 114 + 90 = 204 мг, т. е. в 1,8 раза больше!

Можно уточнить ответ, учитывая, что взвешивание производилось, конечно, не при 0 ℃, а при комнатной температуре; тогда плотность воздуха будет немного меньше, например 1,29 ∙ (273/293) = 1,20, и ошибка составит 1,2 ∙ 70 = 84 мг.

«У шкатулки ж тройное дно…»

1. Права Ксения. Два оптических изомера получаются при четырех разных заместителях у атома углерода.

2. Права Ксения. Закон распада – статистический, он верен только для очень большого числа атомов, но не выполняется для единичных атомов.

3. Права Ксения. Из формулы V₁/T₁ = V₂/T₂ с учетом V₂/V₁ = 301/300 и T₂ = T₁ + 1 получаем: T₁ = 300 К = 27 ℃. Вот если бы газ нагревали от 0 ℃ (273 К), его объем увеличился бы на 1/273.

4. Права Ксения. Реакция С₆Н₁₁СН₃ = С₆Н₅СН₃ + 3Н₂ эндотермическая и сопровождается увеличением объема. Следовательно, повышение давления сместит равновесие влево, а повышение температуры – вправо. Катализатор не смещает положение равновесия.

5. Прав Виктор. Цезий самовоспламеняется на воздухе.

6. Права Татьяна. Подъемная сила зависит от разницы плотностей воздуха и газа в шаре. Плотность же пропорциональна молекулярной массе. У воздуха она равна 29, у метана – 16, у водорода – 2.

Отношение подъемных сил в случае водорода и метана равно 27/13, что близко к двум.

Выделенные в именах буквы дают название элемента КСЕНОН.

Детектор лжи

а) Утверждение истинно. Например, водород горит в атмосфере фтора.

б) Утверждение ложно. Сульфид алюминия как соль слабой кислоты и слабого основания полностью гидролизуется.

в) Утверждение истинно. Так, насыщенный раствор AgCl разбавленный.

г) Утверждение ложно: Cu₂O имеет красный цвет, а CuO – черный. Зеленый цвет имеют основные карбонаты меди, которые образуются с участием диоксида углерода.

д) Утверждение истинно. В старину использовали в качестве белой краски основной карбонат свинца состава 2PbCO₃ ∙ Pb(OH)₂. Эта краска имела несколько недостатков. Во-первых, соединения свинца ядовиты (воздействию яда подвергались не столько художники, сколько рабочие, занятые в производстве пигмента). Во-вторых, под действием очень малых количеств сероводорода в воздухе соли свинца постепенно превращаются в сульфид свинца PbS черного цвета. Примеси сероводорода всегда есть в воздухе; он образуется, например, при гниении белковых соединений (кому не знаком запах тухлых яиц!), выделяется из резины (сера используется для вулканизации каучука). В результате за сотни лет количество сульфида свинца в свинцовых белилах достигает такого уровня, что картина заметно темнеет.

е) Утверждение истинно. Реакция металла с ионами Н⁺ практически необратима только для активных металлов. Еще в XIX веке Н. Н. Бекетов установил, что при высоких давлениях водород вытесняет малоактивные металлы из растворов их солей.

ж) Утверждение истинно. Соединения Br(V) – броматы могут окислять иод: 2KBrO₃ + I₂ → 2KIO₃ + Br₂. Формально это выглядит как «вытеснение» брома из его соединения.

з) Утверждение ложно. Кальцинированная сода – это безводный карбонат натрия, в котором кальция вообще нет.

и) Утверждение истинно. Эту формулу имеет также аллен CH₂=C=CH₂.

Итак, имеем шесть истинных утверждений, следовательно, молекулярная масса газа равна 6. Этот газ – тритий, а натрий реагировал с тритиевой водой: 2Na + 2T₂O → 2NaOT + T₂.

Хитроумная смесь

На первый взгляд это типичная скучная химическая задача на расчет. Примерно так и решали ее практически все участники интеллектуального марафона для московских школьников (около половины из них – успешно). Многие переводили объемы в моли, затем составляли алгебраические уравнения с несколькими неизвестными, в результате путались с выкладками и не заканчивали расчет.

Задачу действительно можно решать стандартными методами. Прежде всего, надо записать два уравнения реакций гидрирования этилена и ацетилена:

С₂Н₄ + Н₂ → С₂Н₆

С₂Н₂ + 2Н₂ → С₂Н₆

Из закона Авогадро следует, что один объем этилена реагирует с одним объемом водорода и в результате реакции получается один объем этана. В результате объем смеси уменьшается в два раза, если исходные вещества были взяты в стехиометрическом соотношении 1: 1 (т. е. ни одно из них не было в избытке и реакция прошла полностью). В случае же второй реакции один объем ацетилена реагирует с двумя объемами водорода с образованием одного объема этана. В результате такой реакции из трех объемов исходных газов получается только один объем продуктов, т. е. объем реагирующей смеси уменьшается в три раза, если исходные вещества были взяты в стехиометрическом соотношении 1: 2.

По условию была взята смесь этилена и ацетилена. Пусть объем этилена в ней был равен х л, тогда объем ацетилена составил (1 – х) л. В отношении водорода при этом возможны три варианта.

1. Водород был в избытке, и после полного гидрирования смеси осталось некоторое его количество (а также этан), тогда как ни этилена, ни ацетилена не осталось.

2. Водород был в недостатке, и после реакции осталось некоторое количество непредельных углеводородов и этан, тогда как водорода не осталось.