ЗАДАНИЯ ПО ХИМИИ

1. Алюминий

Прочитайте текст и выполните задания 1 ‒ 5.

В настоящее время алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Широко применяется алюминий в авиационной и автомобильной промышленности, в машиностроении, электротехнической промышленности и приборостроении, промышленном и гражданском строительстве, химической промышленности,     производстве предметов народного потребления.

В земной коре алюминия очень много: 8,6% по массе. Он занимает первое место среди всех металлов и третье среди других элементов (после кислорода и кремния). Известно более 250 минералов, в состав которых входит алюминий; большинство из них ‒ алюмосиликаты, из которых и образована в основном земная кора. При их выветривании образуется глина, основу которой составляет минерал каолинит Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O. Изредка встречается исключительно твердый (уступает лишь алмазу) минерал корунд ‒ кристаллический оксид Al₂O₃, часто окрашенный примесями в разные цвета. Его синяя разновидность (примесь титана и железа) называется сапфиром, красная (примесь хрома) ‒ рубином. Еще недавно считалось, что алюминий как весьма активный металл не может встречаться в природе в свободном состоянии,  однако  в  1978  в  породах  Сибирской платформы был обнаружен самородный алюминий ‒ в виде нитевидных кристаллов длиной всего 0,5 мм (при толщине нитей несколько микрометров).

Во многих популярных книгах по химии приводится легенда о том, что некий изобретатель, имя которого история не сохранила, принес императору Тиберию, правившему Римом в 14 ‒ 27 в. н.э., чашу из металла, напоминающего цветом серебро, но более легкого. Этот подарок стоил жизни мастеру: Тиберий приказал казнить его, а мастерскую уничтожить, поскольку боялся, что новый металл, который был получен из «глинистой земли», может обесценить серебро в императорской сокровищнице.

Современные авторы почти всегда делают оговорку, что вся эта история ‒ не более чем красивая сказка. И это не удивительно: алюминий в горных породах чрезвычайно прочно связан с кислородом, и для его выделения необходимо затратить очень много энергии. Однако в последнее время появились новые данные о принципиальной возможности получения металлического алюминия в древности.

Задание 1.

Как    выдумаете,      какими    способами     могли получить алюминий в древности?

А) Восстановление алюминия металлическим натрием или калием.

Б) Добыча самородного алюминия.

В) Восстановление    алюминия    из    глины    с помощью угольного порошка.

Г) Получение    электролитическим    способом (электролиз солей и оксидов алюминия).

Задание 2.

Выберите/отметьте ответ «да» или «нет» для каждого утверждения об алюминии.

Текст

В 1854 французский химик Анри Этьен Сент- Клер Девиль разработал первый промышленный способ получения алюминия ‒ восстановлением расплава тетрахлоралюмината натрием:

NaAlCl4 + 3Na = Al + 4NaCl

На Всемирной Парижской выставке в 1855 г. демонстрировалось «серебро Девиля» ‒ слиток алюминия ценой 2400 марок за 1 кг.

Наполеон III, узнав о новом металле, задумал повсеместно ввести в армии нагрудники и каски из алюминия. Девилю были выделены большие средства для получения нужного количества алюминия. Однако Наполеону III пришлось ограничить свое желание изготовлением алюминиевых касок только для лейб-гвардии.

Задание 3.

1. Объясните, почему Наполеону не удалось ввести в армии нагрудники и каски из алюминия? Запишите свой ответ в свободной форме.

2. Сколько чистого металлического натрия требовалось для получения 100 кг алюминия? Запишите свой ответ целым числом.

Несмотря на развитие химической технологии, производство алюминия до сих пор остается экологически опасным, так как атмосферный воздух загрязняется летучими соединениями фтора (на 1 т алюминия ‒ 40 кг F₂), образующимися при электролизе глинозема в расплавленном криолите Na₃AlF₆. Только 35% выделяющегося фтора удается улавливать в воздухоочистных установках, а остальное его количество рассеивается в окружающей среде. Очищать окружающую среду способны лесонасаждения: 1 га лесопарка способен поглощать 40 кг фтора в год.

Задание 4.

Какой должна быть минимальная площадь лесонасаждений вокруг цеха с производительностью 100 т алюминия в год? Выберите один ответ.

А) 65 га; Б) 100 га; В) 33 га; Г) 500 га.

По данным Международного института алюминия (International Aluminium Institute, IAI), производство алюминия неуклонно растет по всему миру. На графике ниже показана выплавка первичного алюминия (в миллионах тонн) по годам:

Задание 5.

Пользуясь данными графика, выберите верные высказывания из нижеперечисленных:

А) Рост производства алюминия был быстрым во время Второй мировой войны.

Б) В 1943 году производство алюминия возросло до 5 млн т.

В) В 1965 году во всем мире производилось в 5 раз меньше первичного алюминия, чем в 1980 году.

Г) Кризис 2008 ‒ 2009 годов привел к снижению производства алюминия.

Д) В 2007 году мировой выпуск алюминия составил 40 млн т.

Е) В 2012 году мировой выпуск алюминия превышает 40 млн т.
Ж) Производство алюминия в конце XX в. и начале XXI в. развивалось большими темпами