Олимпиада по химии

Олимпиадные задания разных уровней

Скачать:


Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ОЛИМПИАДЫ

ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ

Варианты решений заданий для учащихся 10 класса

1. Галогенид алюминия массой 2,67 г полностью окисляется в кислой среде раствором перманганата калия объемом 60,0 мл с концентрацией 0,2 моль/л. Установите формулу и название галогенида алюминия. (10 баллов).

РЕШЕНИЕ

1. Обозначим формулу галогенида алюминия AlX3, где Х – неизвестный галоген (1 балл).

2. Уравнение реакции (3 балла):

10AlX3 + 6KMnO4 + 24H2SO4 = 6MnSO4 + 15X2 + 3K2SO4 + 5Al2(SO4)3 + 24H2O

3. Определим количество перманганата калия по условию задачи (1 балл).

v(KMnO4) = 0,06 л∙0,2 моль/л = 0,012 моль.

4. Определим количество галогенида алюминия (1 балл).

5. Определим молярную массу галогенида алюминия (1балл).

6. Рассчитаем молярную массу атомарного галогена (2 балла).

7. Вывод (1балл). Этому значению молярной массы соответствует хлор, следовательно, галогенид – хлорид алюминия.

Ответ: AlCl3.

2. Сколько атомов кислорода содержится в 1 л смеси оксидов углерода, имеющей одинаковую плотность с сероводородом? (7 баллов).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

РЕШЕНИЕ

1. Определим среднюю молярную массу газовой смеси (1 балл).

М(смесь) = М(H2S) = 34 г/моль.

2. Вычислим суммарное количество веществ в смеси (1 балл).

v(СО + СО2) = 1 л : 22,4 л/моль ≈ 0,0446 моль.

3. Пусть v(СО) в смеси равно Х моль; v(СО2) – У моль; тогда Х + У = 0,0446 (1 балл).

4. Выразим среднюю молярную массу смеси через Х и У (1 балл).

отсюда: 28Х + 44У = 1,52.

5. Решим систему уравнений (1 балл).

отсюда: У = 0,0169 (моль СО2); Х = 0,0277 (моль СО).

6. Определим количество атомарного кислорода в смеси (1 балл).

v(O) = v(СО) + 2v(СО2) = 0,0277 + 0,0338 = 0,0615 (моль).

7. Вычислим число атомов кислорода в смеси (1 балл).

Na(O) = v∙NA = 0,0615∙6,02∙1023 ≈ 3,7∙1022.

Ответ: Na(O) ≈ 3,7∙1022 атомов.

3. Смесь равных масс порошков серы и алюминия нагрели в атмосфере аргона. К полученному продукту добавили избыток воды, при этом выделился газ А объемом 2,8 л (н.у.), растворением в воде которого можно пренебречь. По завершении реакции к остатку прилили избыток соляной кислоты, при этом выделился газ Б. Запишите все уравнения реакции, охарактеризуйте их и рассчитайте объем газа Б (н.у.)  (10 баллов).

РЕШЕНИЕ

1. Примем массы алюминия и серы равными по А г; Выразим количества алюминия и серы через А (1 балл).

v(Al) = A:27 ≈ 0,037A моль;   v(S) = A:32 ≈ 0,031A моль.

2. Уравнение реакции: 2Al + 3S = Al2S3. Определим отношения количеств реагентов (1 балл):

а) по уравнению – v(Al):v(S) = 2:3 = 1:1,5;

б) по условию – v(Al):v(S) = 0,037А:0,031А = 1:0,84.

3. Выводы (1 балл):

а) сера прореагировала полностью; в избытке был алюминий;

б) перед обработкой водой в смеси были сульфид алюминия и алюминий.

4. При добавлении к смеси избытка воды сульфид алюминия подвергся полному гидролизу.  Уравнение гидролиза (1 балл):

Al 2S3 + 6Н2О = 2Al(ОН)3↓ + 3Н2S↑ – сероводород, это газ А.

5. Вычислим количество Н2S по данным задачи (1 балл).

v2S) = 2,8:22,4 = 0,125 (моль).

6. Вычислим массы серы и алюминия, то есть –  А г (1 балл).

 v(S) = v2S); отсюда: 0,125 = 0,031А; отсюда А = 4 г.

7. Определим количество алюминия в исходной смеси (1 балл).

vисх.(Al) = 0,037∙4 = 0,148 (моль).

8. Определим количества алюминия прореагировавшего с серой и не прореагировавшего с серой (1 балл).

vост.(Al) = 0,148 моль – 0,083 моль = 0,065 моль.

9. Уравнения реакций веществ с соляной кислотой (1 балл).

2Al  + 6НCl = 2AlCl3 + 3Н2↑ – водород, это газ Б.

Al(ОН)3 + 3НCl = AlCl3 + 3Н2О.

10. Вычислим количество и объем выделившегося водорода (1 балл).

Ответ: 2,18 л.

4. Составьте уравнения реакций в соответствии со схемой (4 балла):

 

РЕШЕНИЕ

1.  (1 балл)

2. (1 балл)

3.  (1 балл)

(1 балл)    

5. Массовая доля углерода в четырех углеводородах одинакова и составляет по 85,71%. Установите формулы этих углеводородов, если плотность их паров по воздуху, соответственно, равна 0,966; 1,448; 2,000 и 2,414. Приведите структурные формулы этих углеводородов, включая изомеры, и их названия. Напишите уравнения химических реакций, с помощью которых можно получить данные соединения. (6 баллов).

РЕШЕНИЕ

1. Обозначив формулу углеводородов через СхНу, можно вывести их простейшую формулу (1 балл).

2. Молекулярные формулы будут иметь значения

3. Исходя из значений относительной плотности углеводородов по воздуху, можно вычислить их молярные массы и установить их истинные брутто-формулы (1 балл).

 Это этилен. Аналогично можно установить формулы трех других углеводородов:

С3Н6 – (пропилен или пропен);

С4Н8 – (бутилены или бутены);

С5Н10  – (амилены или пентены).

4. В лабораторных условиях эти углеводороды можно получить (1 балл):

а) пропусканием паров соответствующего спирта над нагретым оксидом алюминия:

б) деполимеризацией ряда полимеров:

в) нагреванием спиртов с концентрированной серной кислотой (или другим обезвоживающим веществом)  при температуре выше 140 градусов:

5. Изомеры углеводородов С24 (1 балл):

а) этилен – не имеет изомеров.

б) пропилен – С3Н6; его изомером является циклопропан, принадлежащий к другому классу углеводородов (циклопарафинам) - ;

в) углеводороды С4Н8 имеют изомеры, которые относятся как к этиленовым, так и к циклопарафиновым углеводородам. Известно несколько бутенов:

СН3СН2СН=СН2; СН3СН=СНСН3; (СН3)2С=СН2; причем бутен-2 может существовать в виде цис-бутена-2 или в виде транс-бутена-2:

6. Для этиленовых углеводородов С5Н10 существуют пять структурных изомеров (1 балл): пентен-1 – СН3-СН2-СН2-СН=СН2; пентен-2 (цис- и транс-) – СН3 -СН2 -СН=СН-СН3;

3-метилбутен-1 – (СН3)2СН-СН=СН2; 2-метилбутен-2 – СН3 -С(СН3) =СН-СН3;

2-метилбутен-1 – СН2=С(СН3)-СН2-СН3. Возможны также изомеры, относящиеся к циклопарафинам.

6. Составьте уравнения реакций в соответствии со схемой (6 баллов):

РЕШЕНИЕ

а) Метан → этан (1 балл):

б) Метан → этен

в) Метан → этин:

г) Метан → бутадиен:

д) Метан → бензол:

е) Метан → циклогексан:

Примечания:  1.Если участник олимпиады другим методом, но правильно решил задания муниципального этапа олимпиады, ему начисляется полное число баллов, указанное в условии задания.

2. Если участник использовал при наименовании соединений альтернативную номенклатуру, но названия даны правильно, ему начисляется соответствующее число баллов.  

3. Ответы должны быть развернутыми, конкретными и полными; за неполные ответы или неполные решения вопроса или математические действия дробные баллы не начисляются.

4. К заданию 6. Превращения метана в этин, и этина в бензол может быть записано 1 раз и оцениваются по 1 баллу.



Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ 2012

10 класс

Задание 1. Дана смесь этана, бутана и этилена объёмом 16,35 л. При её сжигании образовавшаяся масса продуктов составила 135,32 г. Если же исходную газовую смесь пропустить через раствор перманганата калия, а затем сжечь, то масса конечных продуктов составит 84,4 г. Установите объём каждого из исходных веществ.

                                                                                                          (10 баллов)

Решение.

  1.  2C2H6+7O2=>4CO2+6H2O
    2C
    4H10+13O2=>8CO2+10H2O
    C
    2H4+3O2=>2CO2+2H2O                                                                      1 балл

  1.             [O]
    C
    2H4========>HOCH2CH2OH                                                    1 балл

  1. Масса продуктов сгорания этилена

m =  135,32 г - 84,4 г = 50,92 г                                                             1 балл

4)  Если х-количество вещества C2H4, тогда

          2•44•х+ 2•18•х=50,92, х=0,41моль.                                              1 балл

5)  V(C2H4)= 0,41•22,4=9,18 л                                                                 1 балл                                                

6)  Vсмеси бутана и этана = 16,35 - 9,18= 7,17 (л),  

         ν(смеси)= 7,16/22,4= 0,32 моль                                                      1 балл                  

7) Если у-количество вещества бутана, z- количество вещества этана, тогда

                    у+z=0,32                                                                               1 балл

8) ν (C4H10)=1/4ν(CO2)=1/5ν(H2O);         ν (C2H6)=1/2ν(CO2)=1/3ν(H2O);

      M(CO2)=44г/моль,  M(H2O)=18 г/моль
    (4у+2z)•44+(5у+3z)•18=84,4                                                                      1 балл

9)  Система уравнений:

                у+z=0,32

              (4у•+2z)•44+(5у+3z)•18=84,4

               z=0,01,                y=0,31                                                                1 балл

10)   V(C2H6)=0,01•22,4=0,22 (л),   V(C4H10)=0,31•22,4=6,94 л                  1 балл

Ответ: V(C2H4)=9,19 л                V(C2H6)=0,22 л                V(C4H10)= 6,94 л

Задание 2. При растворении 14 г неизвестного металла в разбавленной серной кислоте выделяется 5,6 л водорода и образуется соль МеSО4 , из которой можно получить 69,5 г кристаллогидрата, используемого в производстве красок и пропитке древесины, предотвращающей ее от гниения. Определите формулу кристаллогидрата.                          (5 баллов)

Решение:

1. Определим природу неизвестного металла.

Обозначим неизвестный металл Ме, запишем и оформим уравнение реакции металла с кислотой для вычисления молярной массы металла:

14 г                                         5,6 л

Ме + H2SO4 = МеSO4 + H2

1 моль                                     1 моль

М г/моль                                22,4 л/моль

m г                                          22,4 л

Отсюда находим молярную массу (относительную массу) металла:

 

М = m, следовательно, молярная масса металла – 56 г/моль, это железо.

(За правильное определение любым способом природы металла – 2 балла).

2. Определим формулу кристаллогидрата.

Mr(FeSO4·nH2O) = 56 + 96 + 18n = 152+ 18n

Составляем и решаем пропорцию:

(152+ 18n)г кристаллогидрата соответствуют 56 г Fe

69,5 г кристаллогидрата соответствуют 14 г Fe;

Отсюда определяем:

n = 7, следовательно формула кристаллогидрата - FeSO4·7H2O

(За правильное определение любым способом формулы кристаллогидрата – 3 балла).

Максимальная сумма баллов – 5.

Задание 3. Некоторый углеводород Х при действии избытка бромной воды образует дибромпроизводное, содержащее 74,1% брома по массе, а при кипячении с раствором перманганата калия в присутствии серной кислоты образует одноосновную карбоновую кислоту. Установите молекулярную и структурную формулы углеводорода Х. Напишите уравнения проведенных реакций.                                                                                             (5 баллов)

Решение.

  1. Углеводороды, образующие дибромпроизводные, при действии избытка бромной воды, - это алкены СnH2n:  

              СnH2n + Br2 → СnH2nBr2                                                                                                          1 балл         

  1. При окислении алкенов перманганатом калия в кислой среде происходит окислительное расщепление двойной связи с образованием одной (в случае симметричных алкенов) или двух (в случае несимметричных алкенов) одноосновных карбоновых кислот. Исходный алкен является симметричным, поскольку по условию задачи образует одну кислоту.                                                     1 балл              
  2. Зная массовую долю брома СnH2nBr2, определим молярную массу этого дибромпроизводного и его алкена:

M(СnH2nBr2)=

2M(Br)

=

160

≈ 216 г/моль

ω(Br)

0,741

M(СnH2n) = 216-160 = 56 г/моль.                                                          1 балл

  1. M(СnH2n) = n ∙ M(С) + 2n ∙ M(H) = 12n + 2n = 56;

                  n=4

Исходный углеводород – бутен-2: CH3–CH=CH–CH3  (C4H8)     1 балл

  1. Уравнения реакций:

Н3С-СH=CH-CH3  +  Br2    =   CH3-CHBr-CHBr-CH3

5 Н3С-СH=CH-CH3+8 KMnO4 + 12 H2SO4 =10 CH3COOH + 8 MnSO4 + 4 K2SO4 +12 H2O

                                                                                                                                  1 балл

Ответ: бутен-2 (C4H8, CH3–CH=CH–CH3)

Задание 4. При пропускании ацетилена через аммичный раствор оксида серебра (I) образовалось взрывчатое вещество. Сколько литров (н.у.) ацетилена потребовалось для получения 24 г продукта реакции, если его выход равен 80%? Рассчитайте массу карбида кальция, содержащего 25% примесей, необходимого для получения ацетилена.  

                                                                                                           (6 баллов)

Решение.

  1. Запишем уравнения протекающих процессов:

              CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2                                                                  1 балл

Взрывчатое вещество, которое образуется при пропускании ацетилена через аммиачный раствор Ag2O, - ацетиленид серебра:

                1 балл

или  в молекулярных формах:

                            C2H2 + Ag2O → C2Ag2 + H2O

  1. Рассчитаем теоретическую массу C2Ag2 с учётом 80%-ного выхода:

      mтеор(C2Ag2) = mпрактич(C2Ag2)/η(C2Ag2) = 24/0,8 = 30 г                                1 балл

  1. Рассчитаем количество вещества C2Ag2:

   n(C2Ag2) = mтеор(C2Ag2)/М(C2Ag2) = 30/240 = 0,125 моль                             1 балл

  1. по уравнению реакции n(C2Ag2) = n (C2Н2) = 0,125 моль,

      V(C2Н2) = n(C2Н2) ∙ VM = 0,125 ∙ 22,4 = 2,8 л                                                  

           по уравнению реакции n(C2H2) = n (CaC2) = 0,125 моль,

         m(CaC2) = n(CaC2) ∙ M = 0,125 ∙ 64 = 8 г                                                       1 балл

  1. Рассчитаем практическую массу CaC2 с учётом наличия примесей 25%:

         mпракт(CaC2) = mтеоретич(CaC2) ∙ 100/w(CaC2) = 8 ∙ 100/75 = 10,67 г         1 балл    

      Ответ: 2,8 л ацетилена, 10,67 г CaC2.

Задание 5. Минимальным числом распространенных или легкополучаемых реактивов требуется качественно определить 4 неподписанных водных раствора: серной кислоты, сульфата натрия, соляной кислоты, хлорида натрия. Напишите уравнения протекающих реакций. 

                                                                                                                                      (5 баллов)

Решение.

Количество реактивов - 1.

Это водный раствор гидрокарбоната кальция.                                    1 балл

Уравнения реакций:
1. Ca(HCO
3)2 + H2SO4 → CaSO4 ↓ (осадок) + 2CO2 ↑ (выделение газа) + 2H2O
2. Ca(HCO
3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2CO2 ↑(выделение газа) + 2H2O
3. Ca(HCO
3)2 + Na2SO4 → CaSO4 ↓ (осадок) + 2NaHCO3
4. Ca(HCO
3)2 + 2NaCl → CaCl2 + 2NaHCO3 

по 1 баллу за каждое уравнение реакции                                                  4 балла

Задание 6. Какую массу гексагидрата хлорида кальция и воды нужно взять для приготовления 150 мл 16% раствора хлорида кальция (ρ = 1,14 г/мл).

                                                                                                              (4 балла)

Решение.

  1. Определим массу хлорида кальция

m (раствора) = V· ρ = 150 мл·1,14 г/мл = 171 г

         m (CaCl2) = 171 г·0,16 = 27,36 г                                                   1 балл

  1. Определим массу  гексагидрата хлорида кальция

 М (CaCl2·6H2O)  = 219 г/моль

         М (CaCl2) = 111 г/моль

        111 г CaCl2→219 г CaCl2·6H2O

        27,36 г CaCl2→х, г CaCl2·6H2O

        х = (27,36·219)/111= 53,98≈54 г CaCl2·6H2O                               2 балла

  1. m (H2O) = 171-54 = 117 г (117 мл, если считать плотность воды равной 1 г/мл).                                                                                             1 балл

Ответ: m (H2O) = 117 г, m (CaCl2·6H2O) = 54 г.

Задание 7. После сплавления смеси оксида хрома(III), хлората калия и поташа получили сплав, из которого выделили 10 г одного из продуктов реакции желтого цвета. Последний растворили в воде, добавили ацетат свинца и едкий натр. Компоненты такого раствора вступают в реакцию в мольном соотношении 1 : 2 : 2, и при этом получается вещество, известное под названием «крон красный», представляющее собой соединение свинца(II), структура которого аналогична «двойным солям». Напишите уравнения всех указанных реакций. Вычислите массу полученного соединения.                                                                                 (7 баллов)

Решение.

  1. Cr2O3 + KClO3 + 2 K2CO3  2 K2CrO4 + KCl + 2 CO2               1 балл

  1. CrO42- + 2 Pb2+ + 2 OH-  PbCrO4Pb(OH)2  (крон красный)

                                                                                                 3 балла

  1. n(K2CrO4) = 10 г / (194.2 г/моль) = 0.051 моль                     1 балл

n[PbCrO4Pb(OH)2] = n(K2CrO4) = 0.051 моль                    1 балл

  1. m[PbCrO4Pb(OH)2] = 0.051 моль  564.4 г/моль = 28.8 г

                                                                                                  1 балл



Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ 2013

Саратовская область

Решения и оценивание заданий для учащихся 10 класса

Задание 1. Оксид серы (VI) массой 8 г растворили в 110 г 8%-ной серной кислоты. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному раствору добавить 10,6 г гидроксида калия?                                     (5 баллов)        

Решение:

  1. Записано уравнение реакции:

        SO3 + H2O = H2SO4                                                                             1 балл

  1. Рассчитано количество вещества образовавшейся серной кислоты:

n(SO3) = 8/80 = 0,1 моль,

          n(Н2SO4) = n(SO3) = 0,1 моль                                                                1 балл

3) Определено соотношение количества вещества взятой щелочи и суммарного числа моль кислоты, находящейся в полученном растворе:

n(КОН) = 10,6/56 = 0,19 моль,

n(Н2SO4)общее = 110·0,08/98 + 0,1 = 0,19 моль                                            1 балл

Количества веществ кислоты и щёлочи относятся как 1:1, значит при их взаимодействии образуется кислая соль.                                                       1 балл

4) Составлено уравнение реакции и определено число моль соли:

H2SO4 + KOH = KHSO4 + H2O

n(Н2SO4) = n(KOH) = n(KHSO4) = 0,19 моль                                                  1 балл        

Ответ: образовалась кислая соль – гидросульфат калия (KHSO4) количеством вещества 0,19 моль.

Задание 2. Газ, выделившийся при прокаливании смеси 20,5г безводного ацетата натрия с натронной известью, прореагировал на свету с хлором, который получили, использовав для этого 130,5 г оксида марганца (IV). После исчерпывающего хлорирования  все газообразные вещества растворили в воде. Какая масса 2%-ного  раствора гидроксида натрия потребуется для нейтрализации полученного раствора? (Все реакции идут до конца).

                                                                                               (10 баллов)

Решение:

CH3COONa + NaOH = Na2CO3 + CH4                                                         1 балл

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O                                                            1 балл

CH4 + 4Cl2 = CCl4 + 4HCl                                                                             1 балл

n(CH3COONa) = 20,5/82 = 0,25моль                                                            

n(CH3COONa) = n(CH4) = 0,25 моль                                                          

n(MnO2) = 130,5/87 = 1,5моль

n(Cl2) = n(MnO2) = 1,5 моль                                                                          1 балл

По уравнению видно, что 0,25 моль CH4 потребует 1 моль хлора. Следовательно, 0,5 моль хлора – останется не использованным, а также образуется 1 моль газообразного НСl.                                                                                        1 балл  

Растворение газообразных продуктов в воде:

                              Cl2 + H2O = HCl + HClO                                                  1 балл

При растворении в воде газообразных продуктов реакции образуется 0,5 моль HCl и 0,5 моль HClO.                                                                                            1 балл

Процесс нейтрализации:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

                                                                                                                     1 балл

HClO + NaOH = NaClO + H2O                                      

В первом уравнении процесса нейтрализации требуется 1,5 моль NaOH, так как суммарное количество HCl по двум реакциям: 0,5моль+1моль=1,5 моль

Во втором уравнении нейтрализации необходимо 0,5 моль NaOH.           1 балл

Таким образом, для осуществления процесса нейтрализации необходим NaOH в количестве 2 моль.

m(NaOH)=2·40=80г

m(NaOH р-ра) = 80·100%/2% = 4000г                                                         1 балл

Ответ: на нейтрализацию полученного раствора необходимо 4 кг 2%-ного раствора NaOH.

Задание 3. Некоторый газообразный углеводород объемом 5 мл смешали в эвдиометре с 20 мл кислорода и смесь подожгли. После того как продукты сгорания остыли до первоначальной температуры и водяной пар полностью сконденсировался, объем оставшихся газов составил 15 мл. После поглощения образовавшегося углекислого газа гидроксидом натрия объем газовой смеси уменьшился до 5 мл. Установите, какой углеводород был взят для реакции и напишите уравнение реакции его горения.              (9 баллов)

Решение. В 15 мл газовой смеси после сгорания углеводорода и конденсации паров воды входят CO2 и избыток кислорода.                                              1 балл

Из этого объема 10 мл  удаляются раствором гидроксида натрия, т.е  в продуктах сгорания 5 мл углеводорода содержится 10 мл СО2                                   1  балл

Если бы углеводород содержал 1 атом углерода, то объем СО2 был бы равен объему углеводорода                                                                                      1 балл

При n атомах углерода объем СО2 в n раз больше объема углеводорода

                                                                                                                              1 балл

СxHy  +  (x + 1/4y) O2  =  x CO2  +  1/2y H2O                                                  1 балл

При образовании двух объемов СО2 из одного объема паров углеводорода в молекулу последнего должно входить 2 атома углерода, т.е.углеводород имеет формулу С2Н4.                                                                                                  1 балл

По условию задачи из 20 мл кислорода осталось 5 мл, т.е.15 мл кислорода вступило в реакцию, из них 10 мл пошло на образование СО2, а 5 мл - на образование паров воды (10 мл)                                                                                                      1 балл

В состав каждой молекулы воды входят 2 атома водорода, и следовательно, на 1 атом углерода приходится 2 атома водорода, поэтому формула углеводорода  С2Н4 (этилен, этен)                                                                                                       1 балл

С2Н4  +  3О2  =  2 СО2  +  2 Н2О                                                                         1 балл

Ответ:  С2Н4 

Задание 4.  Образец смеси, состоящей из хлорида, бромида и сульфида натрия, массой 0,841 г растворили в дистиллированной воде и обработали избытком раствора нитрата серебра. Масса выпавшего при этом осадка составила 2,031 г. После неоднократного промывания раствором тиосульфата натрия масса осадка уменьшилась до 0,992 г. Вычислите процентное содержание компонентов в исходной смеси. Напишите уравнения соответствующих химических реакций.

                                                                                                                   (11 баллов)

Решение.

Проведенные при анализе реакции могут быть описаны следующими сокращенными ионными уравнениями:

Cl +  Ag+  =  AgCl

Br  +  Ag+  =  AgBr

S2―  +  2 Ag+  =  Ag2S                                                                                     1 балл

AgX  +  2 S2O32―   =   [Ag(S2O3)2]3―  +  X                                                   1 балл

В растворе тиосульфата натрия из выпадающих осадков не растворяется сульфид серебра.                                                                                                          1 балл

По его массе можно определить содержание Na2S в смеси

78 г  Na2S             x г    Na2S

―――――― = ―――――

248 г Ag2S          0,992 г  Ag2S

x  =  0,312 г Na2S                                                                                           1 балл

Суммарная масса хлорида и бромида серебра

m(AgCl+AgBr) = 2,031 – 0,992 = 1,039 г                                                      1 балл  

m (NaCl+NaBr) = 0,841 – 0,312 = 0,529 г

Если принять, что в смеси содержится  

y г NaCl (M=58,5)  и  z г NaBr (M=163), то

                         y + z = 0,529                               (1)                                      1 балл

                    58,5 г NaCl   =       y         

                    143,5 г AgCl          a                    a = 143,5y : 58,5

                    103 г  NaBr   =       z

                    188 г AgBr             b                   b = 188z : 103                      2 балла

Поскольку   a + b = 1,039

                                             143,5 y: 58,5  +  188z : 103  = 1,039    (2)       1 балл

Решая систему уравнений  (1) – (2), находим:

            y = 0,117 г NaCl,  z = 0,412 г NaBr                                                 1 балл

Процентное содержание солей  в образце смеси:

     (0,117 : 0,841)·100 = 13,9% NaCl

     (0,312 : 0,841)· 100 = 37,1%  Na2S

     (0,412 : 0,841) ·100 = 49%  NaBr                                                            1 балл

(Примечание. Алгебраическая система уравнений, где количества галогенидов  выражены в молярных массах и молях, имеет вид

  58,5 y + 103z = 0,529,  y=0,002 моль,  или  0,117 г NaCl

143,5y + 188z = 1,039,  z=0,004 моль, или 0,412 г  NaBr  )

Ответ:  13,9% NaCl,  49%  NaBr,   37,1%  Na2S

Задание 5. Изомерные углеводороды I-IV состава С4Н8 получили из бутадиена-1,3 по следующей схеме:

 Напишите уравнения реакций, структурные формулы и названия I-IV и A-F.

                                                                                                                                                                            (15 баллов)

   

Решение. Каждое правильно написанное уравнение реакции оценивается в 1 балл. Названия продуктов реакции I-IV и A-F оцениваются в 4 балла.

 

I – циклобутан

II – бутен-1

III – бутен–2

IV – метилциклопропан

A – 1,4 – дибромбутен – 2

B – 1,4 – дибромбутан

C -  бутан

D – 2 – хлорбутан

E – 1–хлорбутен –2

F – 1,3- дихлорбутан


Предварительный просмотр:


Предварительный просмотр:

Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии

2017/2018 учебный год. 10 класс. 240 минут

Задача 10 -1. (10 баллов)

Бумага, горящая цветным пламенем

«Да неужели вы до сих пор не знали, что голубая бумага горит голубым пламенем, красная, – красным, желтая – желтым и т. д.?» – обнаруживаем в книге В.В. Рюмина «Занимательная химия», впервые изданной в 1925 году. Большинство из нас сразу вспомнит свой первый художественный опыт аппликации из цветной бумаги и начнет активно соображать, почему та самая бумага из детства вдруг должна гореть разноцветным пламенем. Ведь мы уже давно не сомневаемся, «что совершенно независимо от окраски, всякая бумага горит одинаковым пламенем, только одна легче загорается и скорее сгорает, другая – труднее и медленнее, смотря по толщине и плотности».

Однако наблюдать за «цветным горением цветной бумаги» все же возможно. Наиболее легко это можно проделать с цветной папиросной бумагой, если над ней предварительно немного поработать. Итак, в вашем распоряжении листы цветной папиросной бумаги: белый, красный, голубой, зеленый и желтый. Заставьте каждый гореть пламенем соответствующего цвета.

  1. Предложите химическое объяснение занимательного эксперимента.
  2. Объясните выбор автором папиросной бумаги для успешной демонстрации опыта.
  3. Почему подготовленный опыт лучше проводить на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.

Задача 10-2. (14 баллов)

Для углеводорода C5H8 изобразите структурные формулы изомеров нециклического строения без группы –C≡C– и назовите каждый из них по номенклатуре IUPAC. Сравните электронное строение изомеров и предложите классификационный принцип объединения «родственных» молекул в характеристичные группы. В какой из групп возможны геометрические изомеры и почему?

Задача 10-3. .(4 балла)

Три идентичных сосуда (равного объёма и равной массы) содержат газы, находящиеся при одинаковых условиях. Первый сосуд, заполненный гелием, имеет массу 23,3 г. Масса второго, заполненного азотом, составляет 30,5 г. Третий сосуд содержит смесь равных объёмов гелия и неизвестного газа и имеет массу 29,3 г. Определите молярную массу неизвестного газа

Задача 10-4. (7 баллов)

При взаимодействии 2,22 г. гомолога бензола с подкисленным раствором перманганата калия выделяется 1,008 л. газа (н.у.). Определите число боковых цепей в молекуле гомолога и общее число атомов углерода в боковых цепях, если углеводород содержит 89,19% углерода. Для одного из возможных гомологов бензола, удовлетворяющих условию задачи, запишите сбалансированное уравнение реакции его окисления раствором перманганата калия в разбавленной серной кислоте.

Задача 10-5. (8 баллов)

Медную монету довольно легко «посеребрить» в кипящем растворе хлорида или сульфата цинка в присутствии самого цинка. Если затем медную монету с «серебряным» покрытием непродолжительно нагреть, например, на поверхности электроплиты при максимальной мощности, то монета легко «позолотится». Объясните причину образования покрытия в каждом случае. Сравните устойчивость полученных покрытий. Возможно ли возвращение монете исходного вида?



Предварительный просмотр:

Муниципальный этап Всероссийской Олимпиады школьников по химии

2018г

Задачи для 8 класса

Задача 8-1

Молекулярная формула сложного вещества состоит из двух элементов, в его молекуле всего 5 атомов. Масса одного из атомов в 3 раза больше суммарной всех атомов. Определите формулу вещества.  

15 баллов

Задача 8-2. 

В старинной летописи сохранилась информация о веществах:

1.Массовая доля водорода в соединении состава АН равна 5%.

2.Массовая доля кислорода в оксиде состава Б2О3 равна 30%.

Определите, молекулярную формулу этих веществ. Рассчитайте число протонов и нейтронов для каждого определенного вами атома химического элемента.

25 баллов

Задача 8-3

Во сколько раз в земной коре атомов кислорода больше, чес атомов кремния, если массовые доли кислорода и кремния в земной коре соответственно равны 0,470 и 0,295.

10 баллов

Задача 8-4

Немецкий химик 17-го века Иоганн Рудольф Глаубер однажды заболел, долго лежал с температурой, а когда выздоровел, его начали мучить сильные боли в желудке и кишечнике. В это время он жил в маленьком городке недалеко от Вены, и местные жители посоветовали ему выпить воды из источника, находящегося в часе пути от города. Ученый пришел к источнику и выпил из него воды. И вернулся домой, чувствуя себя значительно лучше, чем до прогулки.

Затем в лаборатории он начал изучать целебную воду и в итоге выделил из нее чудесную соль, которую так и назвал – мирабилит, что с латинского переводится «чудесная». Затем эту соль начали называть глауберовой по имени ученого. Глауберова соль содержит 14,3% натрия, 9,9% серы, 69,6 % кислорода и водород. Определите молекулярную формулу глауберовой соли.

Итого 10 баллов

Задание 8-5

Решите кроссворд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По горизонтали: 

1. Металл, который в обычных условиях является жидкостью и находится в термометре.

3. Вид лабораторной посуды, используемый для измерения объемов жидкостей.

5. Сливание жидкости с отстоявшегося осадка.

7. Разделение неоднородных смесей на компоненты при помощи центробежных сил.

9. Разделение жидких смесей на компоненты, отличающиеся температурами кипения.

10. Разделение неоднородных смесей в результате оседания твердых частиц.

12. Название элемента, в основе которого лежит наименование части света, образующей материк Евразия.

14. Вещество, необходимое для дыхания.

По вертикали:

2. Способ разделения смесей, с помощью активированного угля, сущность которого заключается в том, что отдельные компоненты смеси по-разному удерживаются веществом, способным избирательно поглощать те или иные химические соединения.

4. Способ разделения смесей, при котором происходит испарение жидкостей.

6. Признак протекания реакции, в результате которой образуется нерастворимое вещество.

8. Элемент, получивший название в честь России.

11. Электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

13. Единица количества вещества.

20 баллов