Обязательный тур (девятый класс задачи)

К солям, легко дающим при накаливании серный ангидрид, относится железный купорос, т.-е. серножелезистая соль, или соль закиси железа FeSO ₄ . Она содержит кристаллизационную воду и при накаливании сперва ее выделяет (хотя последний пай с трудом, как у MgSO₄ .7H₂O; при дальнейшем накаливании происходит разложение части серного ангидрида закисью железа (SO₃ + 2FeO), которая превращается в окись железа Fe₂O₃, а от этого часть серного ангидрида переходит в сернистый газ. Таким образом, продуктами разложения железного купороса будут: окись железа Fe₂O₃, сернистый SO₂ и серный SO₃ ангидриды по уравнению: 2FeSO₄ = Fe₂O₃ + SO₂ + SO₃. Так как с 2FeSO₄ остается еще часть H₂O, то в результате получается отчасти гидрат H₂SO₄ и в нем растворенный ангидрид SO₃. Таким образом приготовляли долгое время серную кислоту; это производство было некогда развито около Нордгаузена, почему получающаяся из железного купороса серная кислота носит название дымящей, нордгаузенской кислоты или купоросного масла. В настоящее время дымящую серную кислоту готовят, пропуская летучие продукты разложения купороса в крепкую серную кислоту, приготовленную обыкновенным способом. Сернистый газ в ней не растворяется, а серный ангидрид поглощается. (Д.И.Менделеев "Основы химии" т.2, стр.210.)

1. Рассчитайте массовую долю (%) серной кислоты, получающуюся при конденсации всех продуктов термического разложения железного купороса (20 ^оС).
2. Сколько граммов безводного сульфата железа (II) надо подвергнуть термическому разложению, чтобы 100 г полученной (см. п.1) серной кислоты превратить в 10%-ный олеум.
3. Рассчитайте максимальную массовую долю (%) соляной кислоты, которую можно получить из серной (см. п.1) добавлением к ней дигидрата хлорида бария.

В 1885 г М.Бертло совместно с русским химиком Л.Н.Шишковым исследовали процессы горения дымного пороха и оптимизировали его состав. Ими было установлено, что если содержание калийной селитры в порохе в 4,64 раза превышает содержание серы и угля по массе, а содержание серы в 1,23 раза превышает содержание угля, то при сгорании 1 кг такого пороха выделятся 641 ккал теплоты и образуется 216 л (н.у.) газов.

1. Рассчитайте состав пороха, предложенного Бертло и Шишковым (масс.%).
2. Восстановите уравнение горения пороха по Бертло и Шишкову (учтите, что кислород воздуха в этом горении не принимает участия).
3. Рассчитайте тепловой эффект этой реакции (1 кал = 4,18 Дж).
4. Классик по поводу артиллерийской стрельбы отмечал: "... и дым багровый клубился к небесам...". Кто и где это написал? Почему "дым багровый" (что в составе дыма может определять окраску)? Почему "клубился к небесам"
5. Опытные эксперты по запаху ствола (см. детективную литературу) могут определить было ли использовано данное орудие для стрельбы (зарядами на основе дымного пороха) в недавнее время. Что в остатках дымного пороха (нагаре) придает этот запах?
6. Если бы мы смогли собрать твердые остатки дымного пороха в заметном количестве (нагар), какими химическими реакциями Вы бы могли подтвердить верность предложенного уравнения горения пороха?