Олимпиада по химии.
олимпиадные задания по химии (8, 9, 10, 11 класс) на тему

 Олимпиада по химии.

8 класс

1. Гемоглобин — красящее вещество крови состоит из белка с большой молекулярной массой. Гемоглобин животного содержит 0,335% железа по массе. Какова минимальная относительная молекулярная масса этого белка? Сколько атомов железа входит в состав молекулы, если относительная молекулярная масса белка равна 66 800?

2. Французский химик К.Л. Бертолле, изучая действие хлора на гидроксид калия в водном растворе, получил соль, названную впоследствии его именем. Как показал химический анализ, в составе этой соли оказался калий, хлор и кислород.

Установите формулу соли, полученной К.Л. Бертолле, если массовая доля калия    31,8%, хлора – 29,0%.

3. Вам выдана смесь следующих веществ: железо, сажа, медь, мел, поваренная соль.

Предложите план разделения этих веществ,  используя воду и      соляную кислоту.

         Какое лабораторное оборудование потребуется для разделения этой смеси?

4. Молодой учитель химии Колбочкин подготовил карточки с символами элементов и подстрочных индексов, чтобы поиграть с ребятами в игру на   составление формул бинарных соединений. Какие соединения учитель   Колбочкин зашифровал, если в его чемодане лежали следующие карточки

Mn K O 2 5 P O N 3 Na 2 2 O 2 7. При этом, каждая карточка может быть использована только один раз. Учтите, что лишних карточек у учителя нет    и ни одна из карточек не потерялась

     5. Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа. Полетит   ли в    этой атмосфере воздушный шар, заполненный:

а) кислородом;   б) аргоном;   в) хлором.  

9 КЛАСС

Задача 1.

Определите инертный газ, катион и два аниона, с которыми сходна по энергетическому строению частица, возникающая в результате удаления из атома кальция всех валентных электронов.

Задача 2.

К водородному соединению фосфора добавили высший гидроксид азота, в ходе реакции образовались высший гидроксид фосфора, диоксид азота и самое распространенное вещество на Земле. Методом электронного баланса подберите коэффициенты и составьте уравнение этой реакции.

Задача 3.

При взаимодействии 1,67 г карбоната двухвалентного металла с азотной кислотой образовалось 2,07 г его нитрата. Определите формулу карбоната металла.

Задача 4.

В  500 мл  воды  растворили 2,3 г натрия. Определите массовую долю вещества в полученном растворе. 

Задача 5

 На взаимодействие58,8 г смеси алюминия, меди и железа израсходовано 35,88 л (н.у.) хлора. При обработке такого же количества исходной смеси металлов избытком концентрированной азотной кислоты выделилось 17,92 л(н.у.) газа бурого цвета. Определите количественный состав исходной смеси металлов.

                                                                                        10 класс.

                                                                                                               11 класс

1. Имеется 18% -ный по массе раствор серной кислоты с плотностью р = 1,124 г/см3. Какую массу воды необходимо добавить к 300 мл этого раствора, чтобы получить раствор долей серной кислоты 5 мае. % ?
2. При окислении 5,5 г кислородосодержащего органического соединения неизвестного строения образовалась уксусная кислота. Для полной нейтрализации газа, полученного при сгорании этой кислоты, потребовалось 80 мл раствора едкого калия с долей КОН 28 мае. % (р = 1,25 г/см3). Какое вещество взято для окисления и сколько граммов уксусной кислоты при этом образовалось?
3. Напишите уравнения реакций, позволяющих осуществить следующие превращения:

                 Р → CaHP04 →  Са(Н2Р04)2→ Са3(Р04)2 → Р→  РН3.

4.        Расшифруйте вещества X1, Х2 и Х3 в схеме превращений

СН3СООС2Н5 →  X1 → Х2→   Х3→  С4Н10.

Приведите уравнения соответствующих реакций.

5.        Смесь двух солей — иодида и хлорида натрия массой  208,34 г — растворили в воде и через полученный раствор пропустили избыток хлора. Затем раствор выпарили и остаток прокалили до постоянной массы, которая составила 116,88 г. Определите массовые проценты солей в
исходной смеси.

Ответы.

8 класс

1. Гемоглобин — красящее вещество крови состоит из белка с большой молекулярной массой. Гемоглобин животного содержит 0,335% железа по массе. Какова минимальная относительная молекулярная масса этого белка? Сколько атомов железа входит в состав молекулы, если относительная молекулярная масса белка равна 66 800? (10 баллов)

 Дано:

W(Fe) = 0,335%= 0,00335

Mr(белка) = 66800

Найти:

n(Fe)-?

min Mr(белка)- ?

Решение:

W(Э)= Ar(Э) * n(Э)/ Mr(вещ-ва)

W(Fe) = Ar(Fe) * n(Fe)/ Mr(белка)

n(Fe) = W(Fe)* Mr(белка)/ Ar(Fe)

n(Fe) =0,00335*66800/56

n(Fe) = 4

Предположим, что мин количество атомов железа в белке равно одному, тогда минимальная молекулярная масса соответственно будет равна:

Mr(белка) = Ar(Fe)/ W(Fe), т к  n(Fe) = 1

Mr(белка) =56/0,00335= 16716,4

2. Французский химик К.Л. Бертолле, изучая действие хлора на гидроксид калия в водном растворе, получил соль, названную впоследствии его именем. Как показал химический анализ, в составе этой соли оказался калий, хлор и кислород.

Установите формулу соли, полученной К.Л. Бертолле, если    массовая доля калия    31,8%, хлора – 29,0%.(10 баллов)

Дано:

W(K) = 31,8%

W(Cl) = 29,0%.

Найти:

Молекулярную формулу соли

Решение

Пусть количественный состав атомов K, CL ,O соответственно равны x, y, z, тогда

искомая формула  KxClyOz

n(Э) = w(Э)/Аr(Э)

w(О) = 100 – (31,8 + 29,0) = 39,2%.

Х : У : Z = w(К)/Аr(К) : w(Сl)/ Ar(Cl) : w(O)/Ar(O)

Х : У : Z = 0,318/39 : 0,29/ 35,5 : 0,392/16 =

= 0,00815 : 0,00816 : 0,0245 = 1 : 1 : 3.

Формула соли KClO3  - бертоллетовая

3. Вам выдана смесь следующих веществ: железо, сажа, медь, мел, поваренная соль.

Предложите план разделения этих веществ,  используя воду и      соляную кислоту.

         Какое лабораторное оборудование потребуется для разделения этой смеси?(7 баллов)

Решение

А) Железо отделяем магнитом.

Оставшуюся смесь поместим в воду – поваренная соль растворится,

сажа будет на поверхности. Раствор профильтруем. Сажа останется на фильтре.

Фильтрат выпарим, это будет NaCl.

Медь и мел обработаем соляной кислотой.

Мел (СаСО3) раствориться,

а медь останется.

Б)     Для разделения потребовалось следующее оборудование: магнит, прибор для фильтрования (штатив с кольцом, воронка, фильтр, стеклянная палочка, сборник фильтрата (стаканчик)), фарфоровая чашка для выпаривания, спиртовка, химический стакан для растворения.

4. Молодой учитель химии Колбочкин подготовил карточки с символами элементов и подстрочных индексов, чтобы поиграть с ребятами в игру на   составление формул бинарных соединений. Какие соединения учитель   Колбочкин зашифровал, если в его чемодане лежали следующие карточки

Mn K O 2 5 P O N 3 Na 2 2 O 2 7. При этом, каждая карточка может быть использована только один раз. Учтите, что лишних карточек у учителя нет    и ни одна из карточек не потерялась.

(5 баллов)

Решение

Mn2 O7;  P2O5 (N2O5); Na2O2 (K2O2 ); K3N (Na3N) или K3P (Na3P)

5. Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа. Полетит ли в    этой атмосфере воздушный шар, заполненный:

а) кислородом;   б) аргоном;   в) хлором.   (7 баллов)

Решение:

Воздушный шар поднимается, если заполняющий его газ окажется легче атмосферного газа или, что то же самое, плотность заполняющего газа по оксиду углерода (IV) будет меньше единицы.

DCO2 =M(Г)/M(CO2);  

M(CO2) = 44 г/моль;  M(O2) = 32 г/моль; M(Ar) = 40 г/моль;  

M(Cl2) = 71 г/моль.

DCO2 =M(O2)/M(CO2) = 32/44 = 0,73< 1

DCO2 =M(Ar)/M(CO2) = 40/44 = 0,91< 1

DCO2 =M(Cl2)/M(CO2) = 71/44 = 1,6 > 1

Воздушный шар полетит в атмосфере Венере, если он будет заполнен кислородом, аргоном.

Итого: 39 баллов

9 класс

1.

Электронная формула атома кальция:

Са   1s²2s²2р6 3s²3p6 4s²  - 2e (внешнего уровня)→  Са²⁺  1s²2s²2p6 3s²3p6

Такое же электронное строение имеют:

Инертный газ    Ar

Анионы              Cl-,  S²-

Катион                K+

-   составлена электронная формула атома кальция        1б.

-  определены валентные электроны кальция и

   электронная формула иона           1б.

-  за каждую правильно названную частицу          1б.

ВСЕГО:          6 баллов

2.

PH3 + 8HNO3 = H3 PO4 + 8NO2 + 4H2 O

P-3 – 8e → P+5    |  1  |   PH3 -  восстановитель

N+5 + 1e → N+4  |  8  |  HNO3 -  окислитель

-  составлены формулы исходных веществ и продуктов         1б.

-  составлен электронный баланс        1б.

-  указаны восстановитель и окислитель        1б.

-  расставлены коэффициенты в уравнении реакции     1б.

ВСЕГО:      4 балла

3.

Дано:                                                             Решение:

m(МеСО3) = 1,67г                  МеСО3 + 2НNO3 = Me(NO3)2 + H2 O + CO2↑

 m(Me(NO3)2) = 2,07г           Пусть Mr (MeCO3) = x + 12+3 ∙ 16 = x + 60, тогда

Найти:                                     Mr (Me(NO3)2 )= x + 2∙ (14 + 48) = x + 124          

МеСО3 - ?                                         1,67              2,07

                                                         MeCO3  →  Me(NO3)2

                                                          x + 60          x + 124

                                                1,67 ∙ (х +124) = 2,07 ∙ (х + 60)

                                                207,08 + 1,67х = 2,07х + 124,2

                                                2,07х – 1,67х = 207,08 – 124,2

                                                 0,4 х = 82,88

                                                 х = 207,2

                                                 Ar(Pb) = 207,2

                                                Ответ:   PbCO3

-  составлена схема реакции       1б.

-  определены молекулярные массы карбоната и нитрата металла        1б.

-  рассчитана атомная масса металла       1б.

-  определена формула карбоната металла        1б.

ВСЕГО:        4 балла

4.

Дано:                                                             Решение:

V(H2 O) = 500 мл                              2Na + 2H2 O = 2NaOH + H2↑

m(Na) = 46 г                                       n(Na) =  46г/23г/моль = 2 моль

Найти:                                              n(Na)  : n(NaOH) : n(H2) = 1 : 1 : ½

w%(NaOH) - ?                          n(Na) = n(NaOH) = 2 моль

                                                n(Н2) = 1 моль

                                               m(NaOH) = 2 моль ∙ 40 г/моль = 80г

                                               m(H2) = 1 моль ∙ 2 г/моль = 2 г

                                               m(р-ра) = m(Na) + m(H2 O) – m(H2) =

                                                              46 + 500 – 2 = 544 г

                                              w(NaOH) = 80 г/544 г = 0,147    или     14,7%

                                              Ответ:  w%(NaOH) = 14,7%

-  уравнение реакции         1б.

-  рассчитано количество вещества натрия       1б.

-  рассчитаны количества гидроксида натрия и водорода       1б.

-  рассчитаны массы гидроксида натрия и водорода         1б.

-  рассчитана масса раствора       1б.

-  рассчитана массовая доля гидроксида натрия        1б.

ВСЕГО:       6 баллов

5.2Al+ 3CL2 = 2AlCl3 ( 1 б)

Cu+ CL2 = CuCl2       (1б)

2 Fe + 3Cl2 = 2FeCl3   ( 1 б)

Cu + 4 HNO3 = Сu(NO3 )2+ 2NO2 + 2H2O (1 б)

n(NO2)=0,8 моль, тогда n(Cu)=0,4 моль

m (Cu) = 25,6г, тогда m ( остатка)=33,2

n (Cl2), израсходованного на медь равна 0,4 моль

n (Cl2)(общее)= 1,6 моль

n (Cl2)(оставшееся)=1,2 моль    ( 2 балла)

Пусть n (Al)=х моль, n (Fe)= y моль

27х + 56у= 33,2

n (Cl2) ( в 1 реакции)=1,5х моль

n (Cl2) ( в 2 реакции) =1,5у моль

1,5х +1,5у =1,2. Решая систему уравнений, находим, что

n (Al)= n (Fe)= n(Cu)=0,4 моль  ( 4 балла)

Итого 10 баллов

Итого: 30 баллов

10 класс

11 класс

1-й вариант

1. Условию задания соответствуют уравнения

          т х 100

18 =  300 х 1,124'

         т х 100

5 =   300 х 1,124+ m(H20)

Решая эту систему уравнений относительно m(H20), получим: m (Н20) =877г.

Всего 8 баллов

2. Условию задания соответствуют уравнения реакций

СН3СООН + 202 → 2С02 + 2Н20,        1 балл

С02 + 2КОН → К2С03 + Н20.        1 балл

Масса КОН, содержащаяся в 80 мл 28% -ного по массе раствора КОН с плотностью р = 1,25 г/см3, равна  m(КОН) = 28 x 80 x l,25/ 100 = 28  1 балл

Этой массе КОН соответствует его количество, равное n(KOH) = m(КОН) : М(КОН) = 28 : 56 = 0,5 моль. 1 балл

Кислородосодержащим соединением, окислением которого можно получить уксусную кислоту, является ацетальдегид СН3СООН + 1 / 2 02 → СН3СООН  2 балл

Массе 5,5 г ацетальдегида соответствует его количество, равное n (С2Н40) =5,5  : 44 =0,125 моль

При окислении этого количества ацетальдегида образует ся в соответствии с (1) в 2 раза большее количество С02

 n(С02) = 2n(С2Н40) = 2 х 0,124 = 0,25 моль,- 3 балла

для нейтрализации которого в соответствии с (2) требуется в 2 раза большее количество КОН

n (КОН) = 2n (С02) = 2 х 0,25 = 0,5 моль, что соответствует вышеприведенным расчетам.1 балл

Всего 10 баллов

3. Условию задания соответствуют уравнения реакций

 ЗР + 5HN03 + 2Н20 = 3Н3РО4 + 5NO,

  Н3РО4+ Са(ОН)2 = СаНР04 + 2Н20,

СаНР04 + Н3Р04 = Са(Н2Р04)2,

Са(Н2Р04)2 + 2Са(ОН)2 = Са3(Р04)2 + 4Н20,

Са3(Р04)2 + 3Si02 + 5С = 3CaSi03 + 2Р + 5СОТ,

2Р + ЗСа = Са3Р2,

Са3Р2 + 6НС1 = 2PH3t + ЗСаС12

(или Са3Р2 + 6Н20 = ЗСа(ОН)2 + 2РН3)

Всего 7 баллов ( по 1 баллу за каждое правильное уравнение)

4.   Схеме превращений соответствуют уравнения реакций

СН3COOС2Н5    +NaOН → СН3COONa + С2Н5ОН

С2Н5ОН→ С2 H4 + Н2О

C2H4 + HBr-> C2H5Br,

2 C2H5Br + 2Na→ С4 H8+ 2Na Br

Таким образом, зашифрованными веществами являются: Xi - этанол; Х2 - этилен; Х3 - этилбромид.

Всего 8 баллов ( по 1 баллу за каждое правильное уравнение реакции и по 1 баллу за каждое правильно названное вещество)

5.    Из смеси солей с хлором реагирует только иодид натри»

2NaI + Cl2 = I2 + 2NaCl.        (I)

После прокаливания 12 возгоняется и в остатке остается только NaCl.

Пусть исходная смесь содержит X г NaCl:   m(NaCl) = X.

Тогда на долю Nal приходится масса, равная m (Nal) = 208,34 - X.

Количество Nal, участвующего в реакции (1), равно

n (Nal) = m(Nal): M(Nal) = (208,34 - X) : 150.

В соответствии с реакцией (1) образуется такое же количество соли NaCl

n(NaCl) = n(Nal) = (208,34 - X): 150, масса которой равна

m'(NaCl) = n(NaCl)M(NaCl) =(208,34 - X)   58,5

                                                       150

соответствии с условием задания

     m(NaCl) + m' (NaCl) = 116,88 =   Х  + (208,34 - X)   58,5

                                                          150

Решая уравнение (2) относительно X, получим: Х= 58,4 г, тогда m(Nal) = 208,34 - X = 208,34 - 58,4 = 149,94 г. Таким образом, исходная смесь содержит 58,4 г NaCl и 149,94 г Nal, или в массовом соотношении: NaCl — 28 мае. %; Nal — 72 мае. %.

Всего 12 баллов