Олимпиадные работы по химии

Олимпиада по химии

(школьный этап)

8 класс (16 баллов)

1. Брутто-формула каолина (белой глины) может быть записана как H₄ Si₂ Al₂ O₉. Установлено, что это вещество состоит из нескольких хорошо известных оксидов. Представьте формулу каолина в виде оксидов. (2 балла)

2. В каком случае масса образующегося соединения будет больше: если на 4 г серы подействовать избытком алюминия или если на 4 г алюминия подействовать избытком серы? (3 балла)

3. Рассчитайте, какое соединение богаче хромом: бихромат аммония (NH₄)₂ Cr₂ O₇ или сульфат хрома(III) Cr₂(SO₄)₃. (4 балла)

4. На двух чашах весов уравновешены стаканчики, содержащие по 200 г 10%-й соляной кислоты, т.е. m(HCl) = 20 г. Как изменится положение равновесия по окончании реакции, если в один стаканчик поместить 1 г магния, а во второй – 1 г цинка? (3 балла)

5. Подберите коэффициенты в следующих уравнениях реакций:

NH₃ + O₂ → N₂ + H₂ O,

K + H₂ O → KOH + H₂,

(NH₄)₂Cr₂ O₇ → N₂ + H₂ O + Cr₂ O₃,

P₂ O₅ + H₂ O → H₃ PO₄. (4 балла)

Олимпиада по химии

(школьный этап)

9 класс (21 балл)

Доктор Пилюлькин готовит к полету раствор иода. Для этого он в 100 мл спирта (плотность 0,8 г/мл) растворяет 0,5 г иода. Определите массовую долю йода в полученном растворе. (3балла)

Определите формулу кристаллогидрата карбоната натрия, если известно, что при прокаливании образца этого кристаллогидрата массой 14,5 г его масса уменьшилась на 9 г. (4 балла)

Имеется смесь цинка и меди массой 20 г. При обработке этой смеси избытком соляной кислоты выделилось 5,6 л газа (н.у.). Какова массовая доля каждого металла в смеси? (4 балла)

На двух чашках весов уравновешены стаканчики, содержащие по 10 г азотной кислоты. Как изменится положение равновесия, если в первый стаканчик поместить

2 г карбоната кальция, а во второй – 2 г сульфида железа (II)? (7 баллов)

Как различить разбавленные растворы соляной кислоты, хлорида натрия и едкого натра, имея только фенолфталеин. (3 балла)

Олимпиада по химии

(школьный этап)

10 класс (20 баллов)

При взаимодействии 1,74 г алкана с бромом образовалось 4,11 г монобромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкана. (3 балла)

Какой объем 2-иодпропана (плотность 1,703 г/мл) нужно взять для синтеза одного из изомеров гексана массой 6,02 г при условии, что реакция протекает с выходом 55,0%? (4 балла)

Раствор хлорида кальция применяется в медицине в качестве кровоостанавливающего средства. Вычислите, сколько ионов кальция поступит в организм при приеме внутрь столовой ложки (15 мл) раствора, содержащего в

100 мл 5 г СаCl₂^.6Н₂О. (4 балла).

При обработке смеси меди и железа концентрированной азотной кислотой выделилось 4,48 л газа, а при действии на ту же смесь соляной кислоты – 2,24 л. Определите массовые доли меди и железа в смеси. (5 баллов)

В пробирках находятся: безводный сульфат меди (II), аммиачная селитра, гидроксид калия, карбонат кальция. Как с помощью только воды распознать эти вещества? (4 балла)

Олимпиада по химии

(школьный этап)

11 класс (23 балла)

1. Лимонная кислота содержится не только в лимонах, но также в незрелых яблоках, вишне, смородине и т.п. При выпаривании водных растворов это органическое вещество выделяется виде кристаллогидрата, формула которого С₆Н₈О₇ ^. Н₂О. Лимонную кислоту используют в кулинарии и в домашнем хозяйстве (например, для выведения ржавых пятен с ткани). Определите массу кристаллогидрата лимонной кислоты и объем воды, которые требуются для приготовления 100 г 5%-ного раствора лимонной кислоты. (3 балла)

2. Даны вещества А, Б, В, Г. При высокой температуре вещество А разлагается на углерод и водород, а промежуточным продуктом разложения является вещество Б. При взаимодействии вещества Б с хлороводородом образуется вещество В, которое легко полимеризуется в вещество Г. Определите вещества. Напишите уравнения соответствующих реакций. (4 балла)

3. При сгорании органического вещества образовалось 0,63 г воды, 0,448 л углекислого газа и 0,112 л азота. Определите возможные формулы вещества, если плотность его паров по аргону равна 1,125. (4 балла)

4. При действии избытка металлического натрия на смесь этилового спирта с фенолом выделилось 6,72 литра водорода. Эта же смесь может прореагировать с 25 миллилитрами 40%-ного раствора гидроксида калия, плотность которого 1,4 г/мл. Какова массовая доля каждого вещества в этой смеси? (8 баллов)

5. Как распознать растворы глицерина, глюкозы, уксусного альдегида, используя лишь один реактив. Опишите план эксперимента. (4 балла)

Олимпиада по химии

(школьный этап)

8 класс

Ответы и решения

1. Исходя из приведенного атомного состава каолина, можно предположить, что в него входят следующие оксиды: SiO₂, Al₂ O₃, H₂ O. Если учесть индексы, стоящие при атомах химических элементов в брутто-формуле каолина, можно сделать вывод о мольных соотношениях указанных оксидов. Формула каолина будет иметь вид: 2SiO₂•Al₂ O₃•2H₂ O (2 балла)

2. 2Al + 3S = Al₂S₃(1 балл)

4/96 = x1/150, x1 = 6,25 г; (1 балл)

4/54 = х2/150, х2 = 11,11 г. (1 балл)

Ответ. m(Al₂ S₃), полученного из 4 г алюминия, больше, чем из 4 г серы.

3. 1) Mr((NH₄)₂Cr₂ O₇) = 252, Аr(Cr) = 52, (1 балл)

1(Cr) = 2Аr(Cr)/Mr((NH₄)₂Cr₂ O₇)•100(%) = 104/252•100(%) = 41,27%. (1 балл)

2) Mr(Cr₂(SO₄)₃) = 392, Аr(Cr) = 52, (1 балл)

2(Cr) = 2Аr(Cr)/Mr(Cr₂(SO₄)₃)•100(%) = 104/392•100(%) = 26,5%. (1 балл)

Ответ. В соединении (NH₄)₂Cr₂ O₇ содержание хрома выше.

4. Поскольку кислота дана в избытке, расчет ведем по веществам, взятым в недостатке, – по металлам. (1 балл)

1/65 = х2/22,4, х2 = 0,34 л. 1 балл)

Ответ. В случае с магнием выделится больший объем водорода, следовательно, эта чаша потеряет в весе больше. Чаша с магнием окажется выше. (1 балл)

5.

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂ O,

2K + 2H₂ O = 2KOH + H₂,

(NH₄)₂Cr₂ O₇ = N₂ + 4H₂ O + Cr₂ O₃,

P₂ O₅ + 3H₂ O = 2H₃ PO₄. (по 1 баллу за каждую реакцию)

Олимпиада по химии

(школьный этап)

9 класс

Ответы и решения

1. m(спирта) = 100 мл ^. 0,8 г/мл = 80 г (1 балл)

m(р-ра) = 80 г + 0,5 г = 80,5 г (1 балл)

ω (йода) = 0,5 г / 80,5 г = 0,006 или 0,6% (1 балл)

2. Na₂CO₃ ^. х H₂O = Na₂CO₃+ х H₂O

m(Na₂CO₃) = 14,3 г – 9 г = 5,3 г ( 1 балл)

n (Na₂CO₃) = 5,3 / 106 = 0,05 моль, n( H₂O) = 9 /18 = 0,05 моль (1 балл)

0,05 моль Na₂CO₃ — 0,5 моль H₂O

1 моль Na₂CO₃ — 10 моль H₂O

Na₂CO₃ ^. 10 H₂O (1 балл)

3. Уравнение реакции: Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂ ( 1 балл)

n (H₂) = 0,25 моль, n (Zn) = 0,25 моль ( 1 балл)

m (Zn) =16,25 г (1 балл)

w (Zn) =81,25 %, w (Cu) =18,75 % (1 балл)

4. Найдем массу углекислого газа, выделяющегося при взаимодействии HNO₃ и CaCO₃. Изменение положения весов будет обусловлено лишь убылью газа.

CaCO₃ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ = H₂O + CO₂↑ ( 1 балл)

Рассчитаем мольные количества реагентов и найдем, какое из веществ, вступивших в реакцию, дано в избытке, а какое – в недостатке:

(CaCO₃) = m/M = 2/100 = 0,02 моль,(HNO₃) = m/M = 10/63 = 0,16 моль. (1 балл)

Кислота дана в избытке, расчет ведем по веществу, взятому в недостатке, – по карбонату кальция:

m(CO₂) = 44 ^. 0,02 = 0,88 г. ( 1 балл)

Чтобы найти массу газа, выделяющегося при взаимодействии HNO₃ и FeS, запишем уравнение реакции:

FeS + 2HNO₃ = Fe(NO₃)₂ + H₂S↑ (1 балл)

Найдем количество cульфида железа (II):

ν(FeS) = 2 / 88 = 0,023 моль в недостатке

ν(HNO₃) = 0,16 моль (1 балл)

Найдем массу сероводорода:

m(H₂S) = 34 ^. 0,023 =0,77 г (1балл)

В первом случае масса выделяющегося газа (СО₂) больше, чем во втором случае (выделение H₂S). Поэтому чаша с карбонатом кальция по окончании реакции с азотной кислотой окажется выше. (1 балл)Ответ. Чаша весов с добавленным карбонатом кальция по окончании реакции будет выше чаши с добавленным сульфидом железа(II).

Раствор едкого натра – по малиновой окраске фенолфталеина. Соляную кислоту – по исчезновению окраски фенолфталеина при приливании кислоты к раствору щелочи. Хлорид натрия – окраска индикатора не изменялась.

За каждое правильно определенное вещество – 1 балл.

Олимпиада по химии

(школьный этап)

10 класс

Ответы и решения

1. С_nH_2n+2 + Br₂ → C_nH_2n+1Br + HBr (1 балл)

n(C_nH_2n+2) = n(C_nH_2n+1Br)

1,74 / (14n+2) = 4,11 / (14n+81) (1 балл)

n = 4 C₄H₁₀ (1 балл)

2. C₃H₇I + 2Na → C₆H₁₄ + 2NaI (1 балл)

m _теор.(С₆Н₁₂) = 6,02 / 0,55 = 10,945 г (1 балл)

n (C₆H₁₂) = 0,127 моль n (C₃H₇I) = 0,254 моль (1 балл)

m (C₃H₇I) = 0, 254моль ^. 170 = 43,18 г V (C₃H₇I) = 43,18 / 1,703 = 25,4 мл (4 балла)

3. В 15 мл раствора содержится 0,75 г СаCl₂^.6Н₂О (1 балл)

n (СаCl₂^.6Н₂О) = 0,75 / 219 = 0,00342 моль (1 балл)

n (Са²⁺ ) = n (СаCl₂^.6Н₂О) = 0,00342 моль ( 1 балл)

N (Ca²⁺) = 0,00342 ^. 6,02 ^. 10^-23 = 0,02 ^.10^-23 (1 балл)

4. Уравнения реакций:

Cu + 4HNO_{3 (конц)} = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O (1) (1 балл)

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂ (2) (0,5 балла)

По уравнению 1: n (NO₂) = 0,2 моль, n (Cu) = 0,1 моль, m (Cu) = 6,4 г (1 балл)

По уравнению 2: n (H₂) = 0,1 моль, n (Fe) = 0,1 моль, m (Fe) = 5,6 г. (1 балл)

Масса смеси: 6,4 г + 5,6 г = 12 г (0,5 балла)

ω (Cu) = 6,4 / 12 = 0,53 ω (Fe) = 0,47 (1 балл)

5.Раствор сульфата меди голубого цвета.

Аммиачная селитра растворяется с поглощением теплоты (пробирка холодная).

Гидроксид калия растворяется с выделением теплоты (пробирка теплая).

Карбонат кальция не растворяется.

( за каждое правильно определенное вещество — по 1 баллу)

Олимпиада по химии

(школьный этап)

11 класс

Ответы и решения

В 100г 5%-ного раствора находится 5г С₆Н₈О₇. (1 балл)

М(С₆Н₈О₇) = 192 г/моль, М(С₆Н₈О₇^. Н₂О) = 210 г/моль

192г С₆Н₈О₇ содержится в 210 г С₆Н₈О₇^. Н₂О,

5 г С₆Н₈О₇ —————- в Хг кристаллогидрата.

Х = 5,47г кристаллогидрата потребуется, (1 балл)

100г – 5,47г = 94,53г Воды потребуется 94,53мл. (1 балл)

2. CH₄ → C + 2H₂ (по 0,5 балла за каждое уравнение и определенное вещество)

2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂

C₂H₂ + HCl → C₂H₃Cl

nC₂H₃Cl → (C₂H₃Cl)_n

А – метан, Б – ацетилен, В – хлорэтен, Г – поливинилхлорид.

3. Определена молярная масса вещества М= 1,125 ^. 40 = 45 (г|моль) (1балл)

Найдены количества атомов

Углерода n= 0,448 : 22,4 = 0,02 (моль)

Водорода n= 2(0,63 : 18) = 0,07 (моль)

Азота n= 2(0,112 : 22,4) = 0,01 (моль) (1 балл)

Найдено соотношение атомов в молекуле вещества С₂Н₇N (1 балл)

Проверено соответствие молярной массы М (С₂Н₇N) = 45 г|моль

C₂H₅NH₂ — этиламин или (CH₃)₂NH – диметиламин (1 балл)

4. 1)Расчёт массы и количества вещества щелочи:

m(KOH)=V(p-pa)^.w(KOH)^.p m(KOH)=25^.0,4^.1,4=14(г)

n(KOH)=m(KOH)/M(KOH) n(KOH)=14:56=0,25 моль (1 балл)

2)Реакции, подтверждающие взаимосвязь кислородсодержащих соединений спирта и фенола с металлическим натрием:

2C₂H₅OH+2Na=2C₂H₅ONa+H₂

2C₆H₅OH+2Na=2C₆H₅ONa+H₂ (2 балла)

3)Реакция нейтрализации, подтверждающая кислотные свойства фенола:

C₆H₅OH+KOH=C₆H₅OK+H₂O (1 балл)

4)Расчёты количества вещества и массы фенола:

n(KOH)=n(C₆H₅OH)=0,25 моль

m(C₆H₅OH)=n(C₆H₅OH)^.M(C₆H₅OH)=0,25^.94=23,5(г) (1 балл)

5) Расчёт, исходя из условия задачи, всего количества выделившегося водорода:

V(H₂)=6,72л:22,4л/моль=0,3 моль (0,5 балла)

6) Расчёт, исходя из уравнения реакции, выделившегося из фенола количества водорода:

0,25 моль:2=0,125 моль (H₂) ( 0,5 балла)

7) Расчёт оставшегося водорода, который выделился из этанола:

0,3 моль ^_ 0,125 моль=0,175 моль (H₂) (0,5 балла)

8 )Расчёт количества израсходованного этанола и его массы:

n(C₂H₅OH)=0,175^.2=0,35 моль

m(C₂H₅OH)=n(C₂H₅OH)^.M(C₂H₅OH)=0,35^.46=16,1(г) (0,5 балла)

9) Массовые доли веществ в смеси:

ω(C₆H₅OH)=23,5/(23,5+16,1)=0,593 или 59,3%

ω(C₂H₅OH)=100%-59,3%=40,7% (1 балл)

Используемый реактив – гидроксид меди (II). В растворах глюкозы и глицерина при добавлении Cu(OH)₂образуется ярко-синее окрашивание, а при нагревании этих пробирок образуется осадок оранжевого цвета только в пробирке с глюкозой. В пробирке с альдегидом при добавлении реактива ярко-синее окрашивание не наблюдается, но при нагревании смеси образуется осадок оранжевого цвета. (План анализа может быть представлен в виде таблицы) (Выбор реактива – 1 балл, распознавание каждого вещества – по 1 баллу.)