Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / «БУДУЩИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ – БУДУЩЕЕ НАУКИ»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

«БУДУЩИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ – БУДУЩЕЕ НАУКИ»

библиотека
материалов
  1. «БУДУЩИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ – БУДУЩЕЕ НАУКИ»

ОЧНЫЙ ОТБОРОЧНЫЙ ТУР

8-9 класс


Задание 1. Чему равна массовая доля серной кислоты в растворе, в котором число атомов водорода равно числу атомов кислорода?


Задание 2. Используя следующее термохимическое уравнение:

KOH(р) + HNO3(р) = KNO3(р) + H2O(ж) + 55.6кДж

рассчитайте, какое количество теплоты выделится при сливании 29.5мл 6.20% раствора КОН (плотность 1.055г/мл) и 60.2мл раствора HNO3 (концентрация 2 моль/л, плотность 1.065г/мл).


  1. Задание 3. Закончите уравнения реакций, протекание которых возможно, расставьте коэффициенты:

  2. Al(т) + HNO3(к) AlCl3(р) + H2O(ж)

  3. Al(т) + HСl(к) AlCl3(р) + NaOH(р)

  4. Al(т) + AgNO3(р) AlCl3(р) + AgNO3(р)

Al(т) + Na2SO4(р) AlCl3(р) + Na2CO3(р)



Задание 4. В какую сторону сместится равновесие реакции:

N2 (г) + O2(г) 2NO(г) -179.9 кДж

  1. при понижении температуры, понижении давления, введении катализатора, введении дополнительного количества кислорода, введении аргона при постоянном объеме?

ЖЕЛАЕМ УСПЕХА!

      1. ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЯМ

      2. 8-9 класс

Задание 1

Обозначим количество H2SO4 в растворе через n1, а количество H2O через n2. Тогда число атомов водорода и кислорода в растворе будет определяться следующим соотношением: N(H)=(2n1+2n2)NА; N(O)=(4n1+n2)NА.

По условию: N(H)=N(O), что выполняется при n1=0.5n2 или n2=2n1. (10 б.)

Массовая доля серной кислоты в таком растворе равна: (H2SO4)=m(H2SO4)/(m(H2SO4)+m(H2O))=

=M(H2SO4)n1/(M(H2SO4)n1+ M(H2O)n2)=98n1/(98n1+18n2)=

=98n1/(98n1+182n1)=0.7313 или 73.13%. (10 б.) Итого 20 б.


    1. Задание 2

Найдем количество KOH и HNO3:

n(KOH)=m(KOH)/M(KOH)=V/M(KOH)=0.0621.05529.5/56(г/моль)=

=0.03445моль; n(HNO3)=СМV=2моль/л0.0602л=0.1204моль.

Поскольку n(KOH)< n(HNO3), а коэффициенты при этих веществах одинаковы и равны единице, гидроксид калия находится в недостатке. (14 б. за вывод о недостатке). Его количество определяет тепловой эффект реакции. Он равен:

Q=55.6кДж/моль0.03445моль=1.915кДж. (10 б.). Итого 24 б.


Задание 3

а) Al(т) + HNO3(к) не идет

б) 2Al(т) + 6HСl(к) 2AlCl3 + 3H2

в) Al(т) + 3AgNO3(р) Al(NO3)3 + 3Ag

г) Al(т) + Na2SO4(р) не идет

д) AlCl3(р) + H2O Al(OH)Cl2 + HCl

AlCl3(р) + 2H2O Al(OH)2Cl + 2HCl

AlCl3(р) + 3H2O Al(OH)3 + 3HCl

е) AlCl3(р) + 3NaOH(р) Al(OH)3 + 3NaCl

AlCl3(р) + 4NaOH(изб) Na[Al(OH)4]+3NaCl

AlCl3(р) + 6NaOH(изб) Na3[Al(OH)6]+3NaCl

ж) AlCl3(р) + 3AgNO3(р) Al(NO3)3 + 3AgCl

з) 2AlCl3(р) + 3Na2CO3(р) + 3H2O 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2

(36 б. за 12 уравнений по 3 б.). Итого 36 б.



Задание 4

а) влево; б) не смещается; в) не смещается; г) вправо;

д) не смещается; (20 б. за 5 ответов по 4 б.). Итого 20 б.

Всего 100 б. за 4 задачи.

  1. «БУДУЩИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ – БУДУЩЕЕ НАУКИ»

ОЧНЫЙ ОТБОРОЧНЫЙ ТУР

10 класс

Задание 1. При окислении предельного одноатомного спирта получена карбоновая кислота с выходом 80%. При действии на эту кислоту избытка цинка выделилось 4.48 л водорода (н.у.). Какая кислота и в каком количестве была получена? Сколько граммов и какого спирта потребовалось, если известно, что при его дегидратации получается 2-метилпропен-2.


Задание 2. Бутан-бутеновая углеводородная смесь используется в качестве сырья для производства бутадиена-1,3 и затем каучука. Запишите схему таких превращений. Как из бутан-бутеновой смеси выделить бутан?


Задание 3. В четырех пробирках находятся водные растворы KI, КCl, КNO3 и KOH. Водный раствор какого индивидуального вещества можно использовать для их распознавания? Укажите признаки протекающих реакций и составьте необходимые химические уравнения. Различие запаха при распознавании веществ не используйте.


Задание 4. Согласно известному способу стирки с отбеливанием белье замачивают в холодном растворе Na3PO4, добавляют фенолфталеин до малиновой окраски, пероксид водорода и нагревают до кипения. Какую роль выполняют соль и пероксид? Предположите, почему при замене фосфата на дигидрофосфат натрия малиновая окраска не появляется, качество стирки и отбеливания ухудшается?

ЖЕЛАЕМ УСПЕХА!


      1. ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЯМ

      2. 10 класс

Задание 1

Изобутилен может быть получен дегидратацией первичного изобутилового спирта (СН3)2СНСН2ОН, который способен окисляться до 2-метилпропановой (изомасляной) кислоты, либо дегидратацией третично-бутилового спирта (СН3)3СОН, который не окисляется без разрушения углеродного скелета. Следовательно, был взят изобутиловый спирт, при окислении которого образуется изомасляная кислота (5 б.):

Запишем уравнения реакций:

(СН3)2СНСН2ОН (СН3)2С=СН2 + Н2О(t, H2SO4) (5 б.)

(СН3)3СОН (СН3)2С=СН2 + Н2О(t, H2SO4) (5 б.)

(СН3)2СНСН2ОН (СН3)2СН-СООН(t, КMnO4) (5 б.)

2RCOOH + Zn (RCOO)2Zn + H2 (5 б.)

Для получения 4.48л водорода (0.2моль) необходимо 0.4 моль изомасляной кислоты, или 0.488=35.2г. Чтобы получить такое количество кислоты с выходом 80% необходимо взять 0.4/0.8=0.5 моль или 0.574=37г изобутилового спирта (5 б.). Итого 30 б.

Задание 2

Для выделения бутана из газообразной смеси с бутеном можно использовать бромную воду. Бутан не реагирует с бромной водой, а бутен поглотится:

C4H8 + Br2 C4H8Br2 (5 б.)

C4H8 C4H6 + Н2 (Pt кат.) (5 б.)

C4H10 C4H6 + 2Н2 (Pt кат.) (5 б.)

n C4H6 -(C4H6)n- (катал.) (5 б.)

Итого 20 б.


Задание 3

Искомый реактив - водный раствор нитрата серебра (5 б.). При добавлении его к раствору нитрата калия никаких изменений не происходит. При добавлении реактива к раствору иодида калия выпадает желтый осадок:

AgNO3 + KI AgI + КNO3, Ag+ + I- AgI (5 б.)

В растворе хлорида калия образуется белый осадок:

AgNO3 + KCl AgCl+ KNO3, Ag+ + Cl- AgCl↓ (5 б.)

При добавлении гидроксида калия выпадает черный осадок:

2AgNO3 + 2КOH Ag2O+ 2КNO3 + H2O,

2Ag+ + 2OH- Ag2O + H2O (5 б.)

AgNO3 + KNO3 нет реакции (4 б.)

Различие наблюдаемых явлений в четырех опытах позволяет однозначно идентифицировать вещества. Итого 24 б.


Задание 4

Фосфат натрия служит для создания щелочной среды (2 б.) (результат гидролиза): Na3PO4 + H2O NaOH + Na2HPO4;

PO43-+ H2O OH- + HPO42- (4 б.)

В щелочной среде идет гидролиз жировых загрязнений, это облегчает очистку белья при стирке. Окраска фенолфталеина подтверждает щелочную среду (2 б.). Пероксид водорода при катализе щелочью разлагается с выделением кислорода, который окисляет окрашенные загрязнения и оказывает отбеливающий эффект (2 б.):

H2O22+ (О) (4 б.)



Водный раствор NaH2PO4 имеет не щелочную, а слабокислую среду (2 б.) в результате диссоциации:

NaH2PO4 Na+ + H2PO4-;

H2PO4- H+ + HPO42-; HPO42- H+ + PO43-. (4 б.)

Фенолфталеин не окрашивается в кислой среде (2 б.).

Из-за отсутствия щелочной среды не идет щелочной гидролиз жиров, и стирка менее эффективна (2 б.), В отсутствие щелочной среды H2O2 медленнее выделяет кислород, отбеливание менее эффективно (2 б.). Итого 26 б.

Всего 100 б. за 4 задачи.

  1. «БУДУЩИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ – БУДУЩЕЕ НАУКИ»

ОЧНЫЙ ОТБОРОЧНЫЙ ТУР

11 класс


Задание 1. Согласно известному способу стирки с отбеливанием белье замачивают в холодном растворе Na3PO4, добавляют фенолфталеин до малиновой окраски, пероксид водорода и нагревают до кипения. Какую роль выполняют соль и пероксид? Предположите, почему при замене фосфата на дигидрофосфат натрия малиновая окраска не появляется, качество стирки и отбеливания ухудшается?


Задание 2. Предложите способ доказательства того, что данное кристаллическое вещество является медным купоросом CuSO45H2O. Приведите уравнения качественных реакций с выделением осадков красного, голубого, черного цветов. Запишите уравнения реакций.


Задание 3. При электролизе 9.17%-ного раствора нитрата калия массой 872г на аноде выделилось 61л кислорода (t=21C, P=80.11 кПа). Вычислите массовую долю нитрата калия в растворе после проведения электролиза.



Задание 4. К 20 г раствора этанола в изопропилацетате добавили 60 мл водного раствора гидроксида калия с концентрацией 6 моль/л. Полученную смесь упарили, а сухой остаток прокалили. Массовая доля калия в полученном остатке оказалась равной 58.7%. Вычислите массовую долю спирта в исходном растворе.

ЖЕЛАЕМ УСПЕХА!


      1. ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЯМ

      2. 11 класс

Задание 1

Фосфат натрия служит для создания щелочной среды (2 б.) (результат гидролиза): Na3PO4 + H2O NaOH + Na2HPO4;

PO43-+ H2O OH- + HPO42- (4 б.)

В щелочной среде идет гидролиз жировых загрязнений, это облегчает очистку белья при стирке. Окраска фенолфталеина подтверждает щелочную среду (2 б.). Пероксид водорода при катализе щелочью разлагается с выделением кислорода, который окисляет окрашенные загрязнения и оказывает отбеливающий эффект (2 б.):

H2O2 2+ (О) (4 б.)

Водный раствор NaH2PO4 имеет не щелочную, а слабокислую среду (2 б.) в результате диссоциации:

NaH2PO4 Na+ + H2PO4-;

H2PO4- H+ + HPO42-; HPO42- H+ + PO43-. (4 б.)

Фенолфталеин не окрашивается в кислой среде (2 б.).

Из-за отсутствия щелочной среды не идет щелочной гидролиз жиров, и стирка менее эффективна (2 б.), В отсутствие щелочной среды H2O2 медленнее выделяет кислород, отбеливание менее эффективно (2 б.). Итого 26 б.

    1. Задание 2

Медный купорос представляет собой твердое вещество синего цвета, не имеющее запаха, растворимое в воде. Для доказательства состава необходимо показать наличие в нем ионов меди, сульфат-ионов и кристаллизационной воды.

Нагревание медного купороса сопровождается отщеплением кристаллизационной воды, кристаллы постепенно теряют синюю окраску и становятся серовато-белыми. Пары воды могут быть сконденсированы в бесцветную жидкость без запаха:

CuSO45H2O CuSO4 + 5H2O (4 б.)

При действии на водный раствор медного купороса раствором нитрата бария выпадает белый осадок, нерастворимый в азотной кислоте (качественная реакция на сульфат-ионы): CuSO4 + Ba(NO3)2 Cu(NO3)2 + BaSO4(4 б.)

При опускании цинковой или медной пластинки в раствор медного купороса образуется покрытие ярко-красного цвета (металлическая медь):

CuSO4 + Zn ZnSO4 + Cu (4 б.)

При действии щелочи на раствор медного купороса выпадает голубой осадок гидроксида меди, растворимый в водном растворе аммиака с образованием ярко-синего раствора:

CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2+ Na2SO4;

Cu(OH)2+ 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2. (4 б.)

При пропускании газообразного сероводорода через водный раствор медного купороса образуется черный осадок:

CuSO4 + H2S CuS+ H2SO4. (4 б.)

Итого 20 б.


Задание 3

Запишем схему электролиза:

KNO3 = K+ + NO3-; 4H2O = 4H+ + 4OH-;

Катод ( - ) Анод (+)

K+ не разряжается NO3- не разряжается

4H+ + 4e 2H2 4OH- - 4e O2 + 2H2O;

2О +2е H2+ 2OH-2О - 4е О2+ 4H+

Суммарная реакция в электролизере: 2H2O 2H2+ O2. (За схему электролиза 14 б).

При электролизе водного раствора KNO3 происходит электролитическое разложение воды, масса самой соли в растворе не изменяется, но уменьшается масса растворителя – воды, которая расходуется, и поэтому увеличивается концентрация растворенной соли. Сначала определим количество разложившейся воды, а затем пересчитаем концентрацию раствора.

Используя уравнение Менделеева-Клапейрона найдем количество вещества кислорода, выделившегося на аноде:

n(O2)=PV/RT= 80.11103Па6110-3м3/(8.314(Дж/мольК)294К)=2моль (5 б.)

Следовательно, электролитическому разложению подвергается 4моль воды, т.е. 418=72г H2O (2 б.).

По определению массовой доли находим, что исходный раствор содержал 0.0917872=80г KNO3(2 б.).

После электролиза массовая доля KNO3 составляет: (KNO3)=80/(872-72)=0.10. (2 б.)

Итого 24 б.


    1. Задание 4

Водный раствор гидроксида калия реагирует с изопропилацетатом, но не реагирует с этанолом:

CH3COOC3H7 + KOH CH3COOK + C3H7OH (5 б.)

n(KOH)=0.066=0.36моль – избыток, поскольку количество изопропилацетата не может превысить 20.0/102=0.196моль. Пусть в водном растворе n(CH3COOC3H7)=х моль, тогда после выпаривания в смеси содержалось х моль CH3COOK и (0.36 – х) моль KOH.

При прокаливании протекает реакция:

CH3COOK + KOH CH4 + K2CO3. (5 б.)

Необходимо рассмотреть два случая:

Случай 1. В последней реакции КОН в избытке (0.36 – х х):

Тогда после прокаливания в смеси образуется х моль K2CO3 (М=138г/моль) и останется (0.36-х)-х=(0.36-2х) моль KOH (М=56г/моль). Масса этой смеси равна: m(смеси)=m(K2CO3)+m(KOH)= =n(K2CO3M(K2CO3)+n(KOHM(KOH)=

=[х138+(0.36-2х)56].

В этой смеси находится n(К)=[2·n(K2CO3)+n(KOH)]=[2·х+(0.36-2·х)] моль калия, масса которого равна: m(К)=[(2·х+(0.36-2·х))39] г.

Массовая доля калия в смеси равна:

[(2·х+(0.36-2·х))39]/[х138+(0.36-2х)56]=0.587; откуда х=0.145 моль. Масса изопропилацетата в исходном растворе равна 0.145102=14.79г, а его массовая доля 14.79/20=0.7395; массовая доля спирта составляет

(СН3СН2ОН)=1-0.7395=0.2605 (15 б.).

Случай 2. КОН в последней реакции в недостатке (0.36 - х х):

CH3COOK + KOH CH4 + K2CO3.

Тогда после прокаливания в смеси образуется (0.36-х) моль K2CO3 и останется (х-(0.36-х))=(2х-0.36) моль CH3COOK (М=98г/моль). Массовая доля калия в смеси равна:

[(2(0.36-х)+(2х-0.36))39]/[(0.36-х)138+(2х-0.36)98]=0.587; откуда х=0.164 моль, что противоречит условию недостатка КОН. Этот вариант отпадает. (5 б.)

Ответ: (СН3СН2ОН)=0.2605 или 26.05%. Итого 30 б.

Всего 100 б. за 4 задачи.







Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 28.10.2016
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Номер материала ДБ-296652
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх