Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии, 2015
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: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Химия

Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии, 2015

библиотека
материалов

hello_html_4c447aec.gifМуниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии

8 класс

Задача 8 – 1 (7 баллов). В смеси находятся строительный песок, сахарный песок, парафин, железные опилки. Как разделить эту смесь веществ?

Задача 8 – 1 (7 баллов). Решение. 1. С помощью магнита выделим из смеси железо (1 балл). 2. Приливаем к смеси воду (1 балл). 3. Парафин нерастворим в воде. Его можно аккуратно собрать с ее поверхности (2 балла). 4. Сахар растворился в воде. Отделяем водный раствор сахара от песка при помощи фильтрования (2 балла). 5. Выпаривая воду, получаем сахар(1 балл.).

Задача 8 – 2 (4 балла). Какие химические элементы названы в честь России, Франции, Польши? Какой элемент впервые открыт на Солнце?

Задача 8 – 2 (4 балла). Решение. 1. Элемент рутений (Ru) назван в честь России (1 балл). 2.  Элемент полоний (Ро) назван в честь Польши (1 бал). 3. Элемент франций (Fr) назван в честь Франции (1 балл). 4.Элемент гелий (Не) впервые открыт на Солнце (1 балл).

Задача 8 – 3 (6 баллов). Ранним весенним утром, когда температура окружающего воздуха была еще 0°С, а давление 760 мм. рт. ст., три товарища, прогуливая своих собак, увидели бутылку на газоне. «Она пуста», сказал один из них. «Нет, она полна до краев, и я знаю формулу вещества, которым она заполнена», сказал другой. «Оба вы неправы», сказал третий и для убедительности провел расчет количества вещества и числа частиц, содержащихся в бутылке. Объем бутылки 0,7 л. Повторите доводы и вычисления третьего из товарищей.

Задача 8 – 3 (6 баллов). Решение. 1. В бутылке находится воздух. Поэтому ее нельзя считать пустой (1 балл). 2. Поскольку воздух – это смесь веществ, то нельзя говорить об одном веществе, из которого состоит воздух(1 балл). 3. Температура воздуха 0°С, и давление 760 мм. рт. ст., соответствуют нормальным условиям. При этих условиях в соответствии с законом Авогадро объем 0,7 л может занимать газ количеством вещества, равным n = hello_html_m23cdf6c8.gif = 0,03125 моль (2 балла). 4. В этом количестве вещества (воздуха) содержится число частиц (различных молекул – в основном кислорода, азота и аргона), равное

N = n (NA) = 0,03125 (6,02 1023) = 0,188 1023 частиц (2 балла).

Задача 8 – 4 (2 балла). В 1820 году в Лондоне разразился скандал. На одном из аристократических приемов известный ювелир сказал графине, хозяйке дома: «У вас, миледи, в перстне не алмаз, а подделка!» Как ювелир смог тут же доказать графине свою правоту?

Задача 8 – 4 (2 балла). Решение. По внешнему виду страз отличить от алмаза трудно, но его происхождение выдает недостаточная твердость: он не царапает стекло.

Задача 8 – 5 (6 баллов). Используя только 11 букв, которые входят в название элемента номер 91 в периодической системе Д.И.Менделеева, составьте как можно больше названий других химических элементов. Предложив 6 названий, вы получите максимальный балл.

Задача 8 – 5 (6 баллов). Решение. Актиний, №89. Титан, №22. Иттрий, №39. Торий, №90. Натрий, №11. Криптон, №36.

Задача 8 – 6 (4 балла). Рассчитайте, во сколько раз масса атома кислорода больше массы атома гелия.

Задача 8 – 6 (4 балла). Дано: элементы О (кислород) и Не (гелий). Определить hello_html_m6d7c14fb.gif (mмасса атома элемента).

Решение. 1. Ar (O) = hello_html_16136838.gif и hello_html_m7c2e895c.gif=hello_html_1e1155c6.gif (2балла)

2. Используя полученные формулы получаем hello_html_m6d7c14fb.gif =hello_html_m36c5f57f.gif hello_html_m6d7c14fb.gif =hello_html_m69b432ee.gif = 4 (2 балла).

Задача 8 – 7 (2 балла). Магний с серой соединяется в массовом отношении 3:4. Определите массу магния, который прореагирует с 20 г серы.

Задача 8 – 7 (2 балла). Решение. m(Mg) = hello_html_1c77f3dc.gif; m(Mg) = hello_html_71661c05.gif = 15 г.

Задача 8 – 8 (6 баллов). Чему равна масса смеси, состоящей из 10 моль газообразного водорода и 5 моль кислорода?

Задача 8 – 8 Решение. 1. Определяем массу кислорода, входящего в состав смеси: m2) = n2) ∙ М(О2); m2) = 5 моль∙32г/моль = 160 г (2 балла). 2. Рассчитываем массу водорода, входящего в состав смеси: m2) = n2) ∙ М(Н2); m2) = 10 моль∙2г/моль = 20 г (2 балла). 3. Вычисляем массу смеси кислорода и водорода: m(смеси) = m2) + m2); m(смеси) = 20г + 160 г = 180 г (2 балла).

Задача 8 – 9 (6 баллов). Определите общее количества вещества (в молях), которое содержится в 800 г 15%-ного по массе водного раствора нитрата кальция.

Задача 8 – 9 (6 баллов). Решение. 1. В задании требуется определить число молей двух веществ: нитрата калия и воды, из которых состоит раствор (2 балла). 2.Условию задания соответствует выражение для доли (в. мас. %) растворенного вещества 15 = hello_html_m252a8adf.gif, откуда hello_html_m4d93713a.gif =120г. МNO3) = 101г/моль. Массе соли m(KNO3) = 120 г соответствует ее количество, равное nNO3) = hello_html_m1d04f2b9.gif = hello_html_m5def8832.gif = 1,19 моль (2 балла).

Масса воды в растворе массой 800 г. равна m(H2O) ==800 – m(KNO3) = 800 – 120 = 680 г. Этой массе воды соответствует ее количество, равное n(H2O) = hello_html_m40098989.gif = hello_html_m301c5a78.gif =37,8 моль (2 балла).

Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии

9 класс

Задача 9 - 1 (5 баллов). Две пробирки наполнены на одну треть каждая прозрачными растворами гидроксида натрия и хлорида алюминия. Количества растворенных веществ в растворах эквивалентны друг другу, т.е. реактивы после смешивания полностью прореагируют между собой без остатка с образованием максимального количества осадка. Имея только эти две пробирки с растворами и ничего более, распознайте пробирку с раствором щелочи и пробирку с раствором соли. Ответ мотивируйте.

Задача 9 - 1 (6 баллов). Решение. 1. Все зависит от порядка сливания (что к чему приливать (2 балла). 2. Если к раствору хлорида алюминия приливать по каплям раствор гидроксида натрия, то осадок будет образовываться сразу же после первых капель добавленного раствора щелочи: AlCl3 + 3NaOH =Al(OH)3↓ + 3NaCl (2балла). Если же к раствору гидроксида натрия приливать по каплям раствор хлорида алюминия, то избыток щелочи на начальном этапе будет препятствовать образованию осадка; осадок будет образовываться только с добавлением последних порций раствора соли (2 балла).

Задача 9 – 2 (6 баллов). Твердое, белое, дымящееся на воздухе вещество, принесли из цеха, где делают мороженое, поместили в стакан с дистиллированной водой. Кусок «исчез». В получившемся растворе лакмус изменяет окраску на красную. Известно, что относительная плотность этого вещества по воздуху в газообразном состоянии 1,5. Назовите вещество.

Задача 9 – 2 (6 баллов). Решение. Речь идет о твердом оксиде углерода (IV) – «сухом льде». Применяют его для охлаждения, например, мороженого, металла (2балла).

Возможные уравнения реакций: СО2 + Н2О Н2СО3 (1 балл); СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 ↓ + Н2О (1 балл); СаСО3+ СО2 + Н2О = Са(НСО3)2 (1 балл); СО2 + СаО = СаСО3 (1 балл).

Задача 9 – 3 (9 баллов). Определите массовые доли (в %) сульфата железа (II) и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 25 г этой смеси водой выделился газ, который полностью прореагировал с 960 г 5%-ного раствора сульфата меди.

Задача 9 – 3 (9 баллов). Решение. 1) Составлены уравнения реакций: Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S; CuSO4 + H2S = CuS +H2SO4 (2 балла). 2) Рассчитано количество вещества сероводорода: n (CuSO4 ) = 960 0,05 / 160 = 0,3 моль; n(H2S) = n(CuSO4) = 0,3 моль (2 балла). 3) Рассчитаны количество вещества и массы сульфида алюминия и сульфата железа(II): n (Al2 S 3) = hello_html_7f8f9891.gif n (H 2S) = 0,1моль; m(Al2 S 3) = 0,1150 =15 г; m(FeSO4 ) = 25 -15 = 10 г (3 балла). 4) Определены массовые доли сульфата железа(II) и сульфида

алюминия в исходной смеси: ω(FeSO4) = 10 / 25 = 0,4, или 40%; ω (Al2S3) =15 / 25 = 0,6, или 60% (2 балла).

Задача 9-4. «Когда в густой крепкой купоросной водке, с которой четыре доли воды смешано, влитую в узкогорлую стклянку, положены будут железные опилки, тогда выходящий пар от свечного пламени загорается… Иногда случается, что загоревшийся пар стклянку с великим треском разрывает» (М. В. Ломоносов, Полное собрание сочинений, – М.: 1953, т. 1, стр. 474).

Вопросы:

  1. Определите массовую долю (%) растворённого вещества в разбавленной «купоросной водке», если исходная массовая доля в «крепкой купоросной водке» составляла 98 %, а доли воды при разбавлении были взяты по массе.

  2. Напишите уравнения реакций железа с раствором «купоросной водки» и горения «выходящего пара».

  3. Напишите 3 уравнения реакций, которые могут протекать при взаимодействии железных опилок с раствором «купоросной водки» в зависимости от ее концентрации.

  4. Определите соотношение объёмов разбавленного раствора «купоросной водки» (плотность 1,2 г/см3) и «выходящего пара» при нормальных условиях, если принять протекание химических процессов количественными.

Задача 9- 4 (автор – Жиров А. И.). Решение. Пусть было 100 г концентрированного раствора. (Содержание «купоросной водки» – серной кислоты – 98 г) Тогда масса добавленной воды составит 400 г. Общая масса раствора – 500 г. Массовая доля серной кислоты составит 98 : 5 = 19,6 (%).

    1. При взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой образуется сульфат железа (II) и водород:

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

2H2 + O2 = 2H2O

    1. При более высокой концентрации кислоты наряду с водородом могут выделяться сероводород и сера:

4Fe + 5H2SO4 = 4FeSO4 + H2S + 4H2O

3Fe + 4H2SO4 = 3FeSO4 + S + 4H2O

Концентрированная серная кислота образует оксид серы (IV) и cульфат железа (III):

2Fe + 6H2SO4 hello_html_5973e541.gif Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

4. Литр разбавленного раствора серной кислоты имеет массу 1200 г и содержит 0,196  1200 = 235,2 г серной кислоты, что составляет 2,4 моль кислоты. Тогда при полном взаимодействии кислоты с железом выделяется 2,4 моль водорода или 2,4 · 22,4 = 53,76 (л). Объём выделяющегося водорода в 53,76 раз больше объёма разбавленной серной кислоты (или объём кислоты в 53,76 раз меньше объёма водорода).


Система оценивания

  1. Расчёт концентрации – 5 баллов

  2. Реакция с железом – 2 балла

  3. Горение водорода – 1 балл

  4. Три реакции по 2 балла – 6 баллов

  5. Соотношение объёмов – 6 баллов

ИТОГО: 20 баллов

Задача 9-5. Ниже представлена таблица, описывающая взаимодействие растворов бинарных солей калия и элементов X1, X2, X3 и X4, расположенных в одной группе периодической таблицы, с растворами нитратов серебра, свинца и ртути.


AgNO3

Pb(NO3)2

Hg(NO3)2

KX1

жёлтый осадок

жёлтый осадок

красно-оранжевый осадок

KX2

белый осадок

белый осадок

изменений нет

KX3

изменений нет

белый осадок

изменений нет

KX4

светло-жёлтый осадок

светло-жёлтый осадок

белый осадок

Вопросы:

  1. Определите соли элементов X1, X2, X3 и X4.

  2. Напишите уравнения взаимодействия бинарных солей элементов X1, X2, X3 и X4 с нитратами серебра, свинца и ртути. В уравнениях обязательно укажите вещество, выпадающее в осадок.

  3. Напишите уравнения взаимодействия твёрдых бинарных солей калия элементов X1, X2, X3 и X4 с концентрированной серной кислотой.

  4. При взаимодействии смеси сухих солей LiX2, NaX2 и KX2 массой 5,85 г с концентрированной серной кислотой образовалось 12,0 г гидросульфатов. Определите объём (при 30 °С и 130 кПа) газа, который может выделится.

Задача 9-5 (автор – Антонов А. А.). Решение. 1. Нитрат свинца и нитрат серебра являются качественными реагентами на галогены. При этом фторид серебра является растворимым. Значит, зашифрованные элементы являются галогенами. Фторид серебра, как указано выше, является растворимым, значит KX3KF. Белый осадок при взаимодействии с нитратом серебра образуют хлориды, значит KX2KCl. Самыми интенсивно окрашенными являются йодиды серебра и свинца, тогда KX1KI, а KX4KBr.

KX1KI, KX2KCl, KX3KF, KX4KBr.

2.


AgNO3

Pb(NO3)2

Hg(NO3)2

KI

AgNO3 + KI
AgI↓ + KNO3

Pb(NO3)2 + 2KI →
→ PbI
2↓ + 2KNO3

Hg(NO3)2 + 2KI →
→ HgI
2↓ + 2KNO3

KCl

AgNO3 + KCl AgCl + KNO3

Pb(NO3)2 + 2KCl →
→ PbCl
2↓ + 2KNO3

KF

Pb(NO3)2 + 2KF →
→ PbF
2↓ + 2KNO3

KBr

AgNO3 + KBr AgBr + KNO3

Pb(NO3)2 + 2KBr →
→ PbBr
2↓ + 2KNO3

Hg(NO3)2 + 2KBr →
→HgBr
2↓ + 2KNO3


3. KX1: 2KI + 3H2SO4 → 2KHSO4 + I2 + SO2 + 2H2O или

6KI + 7H2SO4 → 6KHSO4 + 3I2 + S + 4H2O или

8KI + 9H2SO4 → 8KHSO4 + 4I2 + H2S + 4H2O

KX2: KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑

KX3: KF + H2SO4 → KHSO4 + HF

KX4: KBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr↑ или

2KBr + 3H2SO4 → 2KHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O

Во всех случаях будет образовываться кислая соль, так как используется концентрированная серная кислота, т. е. имеется значительный избыток кислоты.

4. Запишем уравнения всех реакций:

LiCl + H2SO4LiHSO4 + HCl

NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑

KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl↑

Пусть во взаимодействия вступило x моль серной кислоты, тогда в результате выделилось x моль хлороводорода. Масса реакционной смеси до взаимодействия 5,85 + 98x, а после взаимодействия 12 + 36,5x. По закону сохранения массы

5,85 + 98x = 12 + 36,5x,

откуда x = 0,1 моль. Значит V = νRT/p = 0,1∙8,31∙303:130 = 1,94 л


Система оценивания:

  1. По 1 баллу за верное определение каждого вещества (элемента) 4 балла. Примечание для проверяющих: если угадана группа (т. е. что зашифрованы галогены), но в неправильном порядке, то не более 1 балла за данный пункт.

  2. 9 уравнений по 1 баллу. 9 баллов.

  3. 4 уравнения по 1 баллу. 4 балла

Примечание для проверяющих: в реакции с бромом и йодом засчитывать любую одну реакцию. Если вместо гидросульфатов указаны сульфаты, то 0,5 балла за реакцию.

  1. По 0,5 балла за уравнения с хлоридами лития и натрия. За расчёт числа молей 1,5 балла.
    За расчёт объёма 0,5 баллов. всего 3 балла.

ИТОГО: 20 баллов



Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии

10 класс

Задача10-1 (11 баллов). Сосуд, заполненный азотом, имеет массу 80,84 г; тот же сосуд, заполненный алкеном, имеет массу 81, 33 г. (газы в сосуде находятся при нормальных условиях). Определите структурную формулу алкена и назовите его, если известно, что он имеет одно ответвление от главной цепи. Учтите, что масса сосудов без газов равна 80,35 г.

Задача10-1 (11 баллов). Дано: m (c) = 80,35 (c – сосуд); m (с +N2) = 80,84 г; m (с +а) = 81,33 г; (а – алкен). Определить: х – формулу алкена.

Решение. 1. Определяем массу и количество вещества азота, находящегося в сосуде

m(N2) = m(c +N2) – m(c); m(N2) = 80,84 г – 80,35г = 0,49 г

n(N2) = hello_html_5ae7a293.gif; n(N2) = hello_html_m7eb4f7b5.gif = 0,0175 моль (2 балла)

2. Представим молярную массу в виде М(Сх Н) = хМ(С) + 2хМ(Н) (2 балла);

М(Сх Н) = 14х  г/моль. Вычисляем массу и количество вещества алкена в смеси:

m(a) = m(c + a) – m(c); m(a) = 81,33 г – 80,35г = 0,98 г

n(a) = hello_html_m6a03b33a.gif; n(a) = hello_html_54bb6993.gif = hello_html_m75aa5c2d.gif моль (2 балла)

СН2 = С – СН3

СН3 (2 балла)


3. Из закона Авогадро следует: n(N2) = n(a); 0,0175 =hello_html_m75aa5c2d.gif; х = 4. Эмпирическая формула алкена С4Н8 (3 балла). Учитывая, что алкен имеет одно ответвление от главной цепи, напишем его формулу:





Задача 10 – 2 (9 баллов). На нейтрализацию предельной одноосновной кислоты массой 7,4 г затрачен раствор с массовой долей гидроксида калия 40% объемом 10 мл и плотностью 1,4 г/мл. Определите формулу кислоты.


Задача 10 – 2 (9 баллов). Дано: m(ПК) = 7,4 г (ПК предельная одноосновная кислота) Сх Н2х+1СООН; V = 10 мл; ρ = 1,4 г/мл; w(КОН) =40%. Определить: х – формулу кислоты.

Решение. 1. Вычисляем массу и количество вещества КОН, который содержится в растворе: m = V ρ; m =10 мл1,4 г/мл =14г (1 балл)

m (КОН) = hello_html_m387e173b.gif ; m (КОН) = hello_html_m1951b3b4.gif = 5,6 г; n(КОН) = hello_html_56949955.gif n(КОН) = hello_html_58f42dd7.gif = 0,1 моль (2 балла).

2.Расчитываем количество вещества кислоты, взятой для реакции.

М(ПК) = хМ(С) +(2х +1)М(Н)+М(С) +2М(О) +М(Н); М(ПК)=(14х + 46) г/моль

n(ПК) =hello_html_2e23106e.gif n(ПК) = hello_html_1180df34.gif (3 балл).

3.Составляем уравнение реакций: СxH2x+1COOH +КОН → СxH2x+1COOК + Н2О (1 балл)

4.Из уравнения реакции следует: n(ПК) = n(КОН); hello_html_m1d2761ec.gif = 0,1(1 балл)

5.Отсюда следует, что х =2. Формула кислоты С2Н5СООН. Это пропионовая кислота (1 балл).

Задача 10 - 3. (12 баллов). Химические свойства хлора и йода отличаются во многих деталях. Приведите примеры, в которых хлор и йод реагируют по-разному.

Задача 10 - 3. (12 баллов). Решение. 1. С металлической медью или железом при нагревании: 2Сu + I2 =2CuI; Cu + Cl2CuCl2; Fe + I2Fe I2; 2Fe + 3Cl2 2FeCl 3 (4 балла)..

2. Со фтором: I2 + 5F2 → 2IF5; Cl2 + 3F2  2ClF3 (2 балла).

3. С раствором щелочи на холоде: 2NaOH + Cl2NaCl + NaOCl + H2O;

6NaOH + 3I2 → 5NaI + NaIO3 + 3H2O (2 балла).

4. С раствором тиосульфата натрия: Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → Na2SO4 + H2SO4 + 8HCl;

Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 +2NaI (2 балла).

Задача 10 – 4 (9 баллов). Определите массовые доли (в %) сульфата железа (II) и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 25 г этой смеси водой выделился газ, который

полностью прореагировал с 960 г 5%-ного раствора сульфата меди.

Задача 10 – 4 (9 баллов). Решение. 1) Составлены уравнения реакций: Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S; CuSO4 + H2S = CuS +H2SO4 (2 балла). 2) Рассчитано количество вещества сероводорода: n (CuSO4 ) = 960 0,05 / 160 = 0,3 моль; n(H2S) = n(CuSO4) = 0,3 моль (2 балла). 3) Рассчитаны количество вещества и массы сульфида алюминия и сульфата железа(II): n (Al2 S 3) = hello_html_7f8f9891.gif n (H 2S) = 0,1моль; m(Al2 S 3) = 0,1150 =15 г; m(FeSO4 ) = 25 -15 = 10 г (3 балла). 4) Определены массовые доли сульфата железа(II) и сульфида

алюминия в исходной смеси: ω(FeSO4) = 10 / 25 = 0,4, или 40%; ω (Al2S3) =15 / 25 = 0,6, или 60% (2 балла).

Задача 10-5 (20 баллов). Однажды химик Юра Б., разбирая в своей лаборатории старый заброшенный сейф, обнаружил в нём неподписанную банку с белым кристаллическим веществом (соль X), окрашивающим пламя в фиолетовый цвет. «Что же там?» – подумал Юра.

И, взяв с соседней полки концентрированную серную кислоту, прилил её к навеске соли массой 7,35 г (реакция 1). При этом он наблюдал выделение бурого газа с удушающим запахом (газ A) с плотностью по водороду 33,75.

«Налью-ка я туда чего-нибудь другого», – решил Юра и добавил к аликвоте соли этой же массы концентрированную соляную кислоту (реакция 2). Каково было удивление химика, когда он обнаружил выделение жёлто-зелёного газа (газ B). Плотность газовой смеси по водороду составляла 35,5.

«Как опасно!», – воскликнул Юра и осторожно прибавил к навеске данной соли немного концентрированного раствора щавелевой кислоты (реакция 3). При этом он наблюдал бурное выделение из раствора смеси газов A и С (плотность смеси по водороду 29,83).

«Теперь мне всё ясно, надо её подальше убрать, а то мало ли что может случиться», – твёрдо сказал химик и спрятал банку с солью подальше в сейф.

Результаты опытов сведены в таблицу.


Реакция

Мольное соотношение газов

Плотность газовой смеси по водороду

Объём раствора KOH (ρ = 1,092 г/мл, ω = 10 %), пошедший на полное поглощение газовой смеси (t = 40 °C)

A

B

C

1

1

33,75

20,51 мл

2

1

35,50

184,62 мл

3

2

1

29,83

61,53 мл


Вопросы:

  1. Расшифруйте формулы газов А, B, C. Ответ подтвердите расчётами.

  2. Напишите уравнения реакций поглощения газов А, В, С раствором KOH.

  3. Какую соль обнаружил Юра у себя в сейфе? Приведите необходимые расчёты.

  4. Напишите уравнения реакций 1–3.

  5. Напишите уравнения разложения соли X при 400 °C в присутствии катализатора (MnO2) и без него.

  6. Объясните, чего опасался Юра? Где применяется соль X? Дайте её тривиальное название.

Задача 10-5 (автор – К. А.Куриленко). Решение. 1. Рассчитываем молярную массу газа В hello_html_14a331f6.gif(г/моль), учитывая, что этот газ получен при взаимодействии соли X c соляной кислотой, им может быть хлор. BCl2.

Рассчитаем молярную массу газа А. hello_html_m8dd0e70.gif(г/моль)

Исходя из дробной молярной массы A, его бурой окраски и удушающего запаха, можно предположить, что данный газ содержит хлор, тогда на оставшиеся элементы приходится 67,5 – 35,5 = 32 г/моль. Это соответствует 2 атомам кислорода, тогда возможная формула A ClO2.

Зная молярную массу A и мольное соотношение, можно определить газ С.

hello_html_m4a933256.gif

hello_html_32a7a868.gif г/моль. Газом с такой молярной массой, выделяющимся из раствора щавелевой кислоты, может быть лишь CO2. CCO2.

A ClO2

BCl2

CCO2.

2. Уравнения реакций взаимодействия газов со щёлочью в соответствии с условием задачи:

2ClO2 + 2KOH = KClO2 + KClO3 + H2O (1)

3Cl2 + 6KOH = KClO3 + 5KCl + 3H2O (2)

Cl2 + 2KOH = KCl + KOCl + H2O (2а)

CO2 + 2KOH = K2CO3 + H2O (3)

3. По окраске пламени и выделении двуокиси хлора при взаимодействии соли X с концентрированной H2SO4 можно судить о наличии в её составе калия и хлора. По реакции 1 рассчитаем молярную массу X.

hello_html_m19d12473.gif, по уравнению реакции hello_html_36e85704.gif

Составим таблицу

Соотношение

ν(X) : ν(ClO2)

M(X)

X

1:1

hello_html_m496cce5d.gif

2:1

hello_html_3de58d80.gif

3:2

hello_html_73c64796.gif

KClO3

1:2

hello_html_m1cd7705e.gif


Из таблицы видно, что единственной солью с данной молярной массой, в которой присутствуют хлор и калий, может являться хлорат калия.

X KClO3

4. Уравнения взаимодействия KClO3 c кислотами.

3KClO3 + 3H2SO4 → 3KHSO4 + HClO4 + 2ClO2 + H2O

KClO3 + 6HClKCl + 3Cl2 + 3H2O

2KClO3 + H2C2O4K2CO3 + CO2 + 2ClO2 + H2O

5. Разложение KClO3 начинается уже при 400 °C. Так, в присутствии катализатора (MnO2 и др.) разложение преимущественно идёт по следующей реакции:

2KClO3 → 2KCl + 3O2

В отсутствие катализатора образуются хлорид и перхлорат калия:

4KClO3 → 3KClO4 + KCl

6) Тривиальное название соли X – бертолетова соль. Она применяется в спичечном производстве, при изготовлении взрывчатых веществ и сигнальных ракет. Смеси этой соли с восстановителями (серой, фосфором и др.) легко взрываются от удара (видимо, это вызвало опасения Юры, и он аккуратно убрал банку с бертолетовой солью глубоко в сейф).


Система оценивания:

  1. 3 газа + 3 расчёта = 3∙2 балла + 3∙0,5 балла 7,5 баллов

  2. 3 уравнения по 1 баллу 3 балла

  3. соль + расчёт = 2 балла + 0,5 балла 2,5 балла

  4. 3 уравнения по 1 баллу 3 балла

  5. 2 уравнения по 1 баллу 2 балла

  6. Объяснение опасений Юры + применение 2∙0,5 балла
    + название 1 балл 2 балла

ИТОГО 20 баллов


Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии

11 класс

Задача 11 - 1 (6 баллав). При взаимодействии 25,5 г предельной однооснóвной карбоновой кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.

Задача 11 -1 Решение. (6 баллав). 1. Cоставлено уравнение реакции в общем виде, и вычислено количество вещества газа: СnH2n+1COOH + NaHCO3 = СnH2n+1COONa + H2O + CO2

n(CO2) = 5,6 : 22,4 = 0,25 моль (2 балла). 2. Рассчитана молярная масса кислоты: n(CO2) = nnH2n+1COOH) = 0,25 моль; М(СnH2n+1COOH) = 25,5/0,25 = 102 г/моль (2 балла)

3. Установлена молекулярная формула кислоты: М(СnH2n+1COOH) = 12n + 2n + 1 + 45 = 102; 14n + 46 = 102; 14n = 56; n = 4; Молекулярная формула – C4H9COOH (2 балла).

Задача 11 -2 (4 балла). Железо растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Полученную соль обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Задача 11 -2 (4 балла). Решение. Написаны четыре уравнения описанных реакций:

1) 2Fe + 6H2SO4 t° Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1 балл)

2) Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 (1 балл)

3) 2Fe(OH)3 t° Fe2O3 + 3H2O (1 балл)

4) Fe2O3 + Fe = 3FeO (1 балл)

Задача 11 – 3 (7 баллов). Ученик слил растворы хлорида алюминия и карбоната калия. Учитывая особенности гидролиза данных солей, подробно опишите происходящие при этом процессы.

Задача 11 – 3 (10 баллов). Решение. AlCl3 – соль, образованная сильной кислотой НCl и слабым основанием Al(ОН)3 (1 балл).. В водном растворе AlCl3 подвергается гидролизу. Первая ступень: Al+3 + НОН Al(ОН)2+ + Н+ (1 балл).

Вторая ступень: Al(ОН)2+ + НОН Al(ОН) 2+ + Н+ (1 балл).

Третья ступень: гидролиз не идет из-за накопления в растворе ионов водорода (1 балл).

Карбонат калия К2СО3 – соль, образованная слабой нестойкой кислотой Н2СО3 и сильным основанием КОН (1 балл), в водном растворе подвергается гидролизу:

Первая ступень: СО32- + НОН НСО3+ ОН(1 балл).

Вторая ступень: гидролиз не идет из-за накопления в растворе гидроксид-ионов (1 балл).

При сливании растворов AlCl3 и К2СО3 ионы водорода первого раствора связываются гидроксид-ионами второго: Н+ + ОН = Н2О. В соответствии с принципом Ле Шаталье равновесие смещается вправо и гидролиз двух солей идет до конца.

2AlCl3 + 3К2СО3 + 3Н2О = 2 Al(ОН)3 + 3СО2 + 6КСl (3 балла)

Задача 11 – 4. (9 баллов). Определите массовые доли (в %) сульфата железа(II) и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 25 г этой смеси водой выделился газ, который

полностью прореагировал с 960 г 5%-ного раствора сульфата меди.

Задача 11 – 4 (9 баллов). Решение. 1) Составлены уравнения реакций: Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S; CuSO4 + H2S = CuS +H2SO4 (2 балла). 2) Рассчитано количество вещества сероводорода: n (CuSO4 ) = 960 0,05 / 160 = 0,3 моль; n(H2S) = n(CuSO4) = 0,3 моль (2 балла). 3) Рассчитаны количество вещества и массы сульфида алюминия и сульфата железа(II): n (Al2 S 3) = hello_html_7f8f9891.gif n (H 2S) = 0,1моль; m(Al2 S 3) = 0,1150 =15 г; m(FeSO4 ) = 25 -15 = 10 г (3 балла). 4) Определены массовые доли сульфата железа(II) и сульфида

алюминия в исходной смеси: ω(FeSO4) = 10 / 25 = 0,4, или 40%; ω (Al2S3) =15 / 25 = 0,6, или 60% (2 балла).

Задача 11 - 5. (12 баллов). Химические свойства хлора и йода отличаются во многих деталях. Приведите примеры, в которых хлор и йод реагируют по-разному.

Задача 11 - 5. (12 баллов). Решение. 1. С металлической медью или железом при нагревании: 2Сu + I2 =2CuI; Cu + Cl2CuCl2; Fe + I2Fe I2; 2Fe + 3Cl2 2FeCl 3 (4 балла)..

2. Со фтором: I2 + 5F2 → 2IF5; Cl2 + 3F2  2ClF3 (2 балла).

3. С раствором щелочи на холоде: 2NaOH + Cl2NaCl + NaOCl + H2O; 6NaOH + 3I2 → 5NaI + NaIO3 + 3H2O (2 балла).

4. С раствором тиосульфата натрия: Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2ONa2SO4 + H2SO4 + 8HCl; Na2S2O3 + I2Na2S4O6 +2NaI (2 балла).

Задача 11- 6. (20 баллов). Нарушается ли принцип Ле Шателье? Аммиак – самый многотоннажный продукт химической промышленности, ежегодно его получают более 100 млн. тонн. Реакция синтеза обратима: N2 + 3H2 ⇄ 2NH3. При 200 °C и давлении 1 атм константа равновесия, выраженная через мольные доли, Kx = 1, а при 400 °C и том же давлении Kx = 0,01.

1. Напишите выражение для константы равновесия Kx.

2. С выделением или поглощением теплоты происходит реакция синтеза аммиака? Объясните.

3. Сколько молей аммиака может образоваться при 200 °C из 1 моль N2 и 3 моль H2?

4. В равновесной смеси при некоторых условиях находится 0,65 моль N2, 0,25 моль H2 и 0,1 моль NH3. В какую сторону сместится равновесие при добавлении к этой смеси 0,25 моль азота? Объясните ваш ответ.

Задача 11-6 (автор – Ерёмин В. В.) (20 баллов). Решение 1hello_html_m2df70cb.gif

2. При нагревании константа равновесия уменьшается, то есть равновесие смещается в сторону реагентов. Согласно принципу Ле Шателье это означает, что реакция идёт с выделением теплоты.

3. Пусть в реакцию вступило a моль N2, тогда прореагировало 3a моль H2 и образовалось 2a моль NH3. Общее количество вещества после реакции: (N2) + (H2) + (NH3) = (1–a) + (3–3a) + 2a = 4 – 2a.

hello_html_29088b4a.gif.


hello_html_m4a157f0f.gif.

hello_html_me615a2b.gif.

a = 0,34.


(NH3) = 2 0,34 = 0,68 моль.

4. Рассчитаем мольные доли веществ после добавления азота и составим из них величину Q, по форме аналогичную константе равновесия:


hello_html_51a52e53.gif.


hello_html_m46a37189.gif.

Это значение превышает значение константы равновесия:

hello_html_mf98bbee.gif.


Это означает, что продукта реакции больше, чем необходимо в равновесной смеси, следовательно, для достижения равновесия должна пойти обратная реакция. Таким образом, в данном случае добавление реагента приводит к смещению равновесия влево.

Комментарий: Это противоречит традиционной формулировке принципа Ле Шателье (но не самому принципу!). Кажущееся противоречие объясняется тем, что количество азота в исходной смеси сильно превышает стехиометрическое, поэтому дальнейшее добавление азота термодинамически невыгодно.


Система оценивания

  1. За правильное выражение для константы равновесия 2 балла

  2. 2 балла за правильный ответ (выделение теплоты), 2 балла за объяснение 4 балла

  3. За правильный расчёт числа молей 6 баллов

  4. 2 балла за правильный ответ (равновесие сместится влево),
    6 баллов за объяснение с расчётом (4 балла за объяснение без расчёта) 8 баллов

ИТОГО 20 баллов


Список литературы и интернет-ресурсов

  1. Артемов А.В. Школьные олимпиады. Химия 8 – 11 классы. – М.: Айрис-пресс, 2007. – 240 с.

  2. Всероссийская химическая олимпиада школьников: Кн. Для учителя/ П.А.Оржековский, Ю.Н.Медведев, А.В.Чураков, С.С.чуранов; Под редакцией Г.В.Лисичкина. – М.: Просвещение, учебная литература, 1996. – 192 с.

  3. Габриелян О.С. Химия. 8 – 11 классы. Региональные олимпиады. 2000/2002/авт. Сост. О.С.Габриелян, А.Н.Прошлецов. – М.:Дрофа, 2005. – 287 с.

  4. Габриелян О.С. Химия, 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений – 13 – изд., испр. – М.: Дрофа, 2008. – 270 с.

  5. Хомченко И.Г. Решение задач по химии. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2010 – 256 с.

  6. Портал Всероссийской олимпиады школьников. Химия – http://chem.rosolymp.ru/

Автор
Дата добавления 09.03.2016
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров10515
Номер материала ДВ-510911
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


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


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

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