Школьная олимпиада по химии

Ìàìóëÿ

---

0

---

<

---

C

---

;

---

O

---

\

---

 „’‹œ¿‹ô¿‹ŒÁ‹

Задания для 10 классов

школьной олимпиады

1.      В вашем распоряжении имеются вещества: оксид серы (VI), фтороводородная кислота, аргон, оксид кальция и азотная кислота. Какие из этих соединений могут реагировать между собой? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.                                                                                                                                     (4 балла)

2.      Расшифруйте неизвестные вещества и составьте уравнения реакций в соответствии со схемой                                                                                                             

                                            За каждое правильное составленное уравнение –   (1 балл)

                                                                                Максимальное количество – (7 баллов)

3.      14 л (н.у.) бутана окислили кислородом воздуха с получением уксусной кислоты с практическим выходом 60 %. Полученную кислоту растворили в воде с получением 90 %-ного по массе раствора. Рассчитайте массу полученного раствора. Ответ проиллюстрируйте уравнениями соответствующих реакций.                                                                                                                                                                                          (4 балла)

4.      Составьте уравнения реакций в соответствии со схемой. Расшифруйте неизвестные вещества – приведите их структурные формулы и названия.                                  

 

                                                За каждое правильное составленное уравнение – (1 балл)

          За каждую структурную формулу неизвестного вещества и название – (1 балл)

                                                                                 Максимальное количество – (10 баллов)

5.      Какой объем 12 %-ного по массе раствора гидроксида калия плотностью 1,1 г/мл можно приготовить из 2 л 44 %-ного по массе раствора КОН плотностью 1,5 г/мл?                                                        (4 балла)

ИТОГО: 29 баллов

Задания для 11 классов

школьной олимпиады

1.      Расшифруйте вещества Х₁, Х₂ и Х₃ в схеме превращений

CH₃СООС₂Н₅ → Х₁ → Х₂ → Х₃ → С₄H₁₀

Приведите уравнения соответствующих реакций.                                

                                               За каждое правильное составленное уравнение – (1 балл)

                                                                                 Максимальное количество – (4 балла)

2.      Обнаружьте и исправьте ошибки в приведенных ниже уравнениях:

1)      CaI₂ + H₂SO_4(конц) = CaSO₄ + 2HI;

2)      3FeCl₂ + 2H₂SO_4(конц) = 2FeCl₃ + SO₂ + FeSO₄ + 2H₂O;

3)      2CrCl₃ + 3Cl₂ + 14KOH = K₂Cr₂O₇ + 12KCl + 7H₂O.                        

                                             За каждое правильное составленное уравнение – (2 балла)

                                                                               Максимальное количество – (6 баллов)

3.      При электролизе водного раствора бромида натрия на аноде выделился бром, масса которого составила 8 г. Вычислите объем газа (нормальные условия), который выделился при этом на катоде.                                                                                                              

                                                                             Максимальное количество – (7 баллов)

4.      Расшифруйте вещества Х₁, Х₂, Х₃ и Х₄ в схеме превращений

Приведите уравнения соответствующих реакций.                                

                                            За каждое правильное составленное уравнение – (1 балл)

                                                                            Максимальное количество – (4 балла)

5.      При нитровании 73,6г ароматического углеводорода получили мононитропроизводное, которое в кислой среде взаимодействует с железом с получением (с 60 %-ным выходом) вещества, которое, в свою очередь, полностью поглощает газ, выделяющийся при действии избытка серной кислоты на 28,08 г хлорида натрия. О каком ароматическом углеводороде идет речь?

                                          За каждое правильное составленное уравнение – (1 балл)

                                                                           Максимальное количество – (8 баллов)

6.      Определите продукты реакции окисления сульфата железа (II) перманганатом калия в кислой и щелочной средах:

FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄

FeSO₄ + KMnO₄ + KOH                                                                             

                                                                           Максимальное количество – (10 баллов)

ИТОГО: 39 баллов

Задания для 9 классов

школьной олимпиады

Задание 1. В ряду активности металл1в натрий стоит левее меди. Какие процессы происходят при внесении натрия в водный раствор сульфата меди. Приведите уравнения реакций в молекулярном и ионном  виде.                                                                                 

                                                                                                                  (4 балла)

Задание 2. В каждом задании выберите один правильный ответ из числа предложенных:

А₁  Изотопы одного и того же элемента отличаются друг от друга:

1) числом нейтронов                                               3) числом протонов

2) числом электронов                                              4) зарядом ядра

А₂  Ионный характер связи выражен в соединении:

           1) ССl₄    2) SiO₂   3) CaBr₂   4) NH₃

А₃ В соединениях PH_3, P₂ O₅, H₃PO₃ фосфор имеет степени окисления, соответственно равные

            1) + 3; + 5; - 3                                                           3) – 3; + 3; + 5

            2)  - 3; + 5; + 3                                                          4) + 3; - 5; - 3

А₄ Молекулярную кристаллическую решетку имеет

 1) Ca F₂;  2) CO₂ ; 3) Si O₂; 4) Al F₃              

A₅  Химический элемент, формула высшего оксида которого R₂ O₇ , имеет электронную конфигурацию атома

            1) 1s² 2s² 2p¹                                                                                  3) 1s² 2s²  2 p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹

            2) 1s² 2s²  2 p⁶ 3s² 3p⁵                                                 4) 1s² 2s¹

А₆  Только кислотные оксиды указаны в ряду

            1) Zn O, CO₂, N₂O                                                    3) CrO₃, N₂ O₃ , Si O₂

            2)  CO, Si O₂, SnO₂                                                                   4) N₂ O₅, P₂O₃, Cs ₂O₃

A₇ В уравнении реакции между магнием и разбавленной серной кислотой сумма коэффициентов равна:

            1) 2     2) 5    3) 7     4) 4

А₈ Уравнению реакции между Na₂ SiO₃ + 2Н NO₃               H₂ SiO₃+ 2 Na NO₃  соответствует:

1) SiO^-2 + 2 H⁺               H₂ SiO₃                       3) 2 Na ⁺ + 2Н NO₃          H₂ SiO₃ + 2 Na NO₃

2)  SiO^-2 + 2 H⁺        H₂ SiO₃+ 2 Na⁺                 4) 2 Na ⁺ + 2Н NO₃          2 Na⁺  +     H₂ SiO₃

(4 балла)

Задание 3.  Какой станет концентрация раствора, если к 100г. 10 %^-го раствора гидроксида калия             добавить 10 г. твердого гидроксида калия?

(4 балла)

Задание 4. При прокаливании 48,3 г. кристаллогидрата сульфата натрия образовалось 21,3 г. безводной соли. Определите состав кристаллогидрата сульфата натрия.

                                                                                                                      (6 баллов)

Задание 5. На взаимодействие 58, 8 г смеси алюминия, меди и железа израсходовали 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.

                                                                                                                      (8 баллов)

ИТОГО:  26 баллов

Решения для 11 классов

школьной олимпиады

1.      Схеме превращений соответствуют уравнения реакций

(1)       (1 балл)

                                                                                                                      (2)       (1 балл)

                                                                                                                      (3)       (1 балл)

                                                                                                                      (4)       (1 балл)

Таким образом, зашифрованными веществами являются: Х₁ – этанол; Х₂ – этилен; Х₃ – этилбромид.                                                                                                            Итого: (4 балла)

2.      1) HI – сильный восстановитель, поэтому он окисляется концентрированной серной кислотой, которая при этом превращается в H₂S:

4CaI₂ + 5H₂SO_4(конц) = 4CaSO₄ + 4I₂ + H₂S↑ + 4H₂O.                    (1)       (2 балла)

2) Соли Fe²⁺ - сильные восстановители, поэтому FeSO₄ не может существовать в среде концентрированной H₂SO₄, которая окисляет его до Fe₂(SO₄)₃. Правильное уравнение:

2FeCl₂ + 4H₂SO_4(конц) = Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4HCl↑ + 2H₂O.           (2)       (2 балла)

            3) В этом примере правильно определены степени окисления элементов в продуктах реакции Cr⁺³ → Cr⁺⁶, Cl⁰ → Cl^-. Ошибка состоит в том, что неправильно определена форма существования Cr⁺⁶. В щелочной среде Cr⁺⁶ существует в виде ионов CrO₄^2-. Правильное уравнение:

2CrCl₃ + 3Cl₂ + 16KOH = 2K₂CrO₄ + 12KCl + 8H₂O.                   (3)       (2 балла)

Итого: (6 баллов)

3.      1) Составляем схему процесса электролиза, учитывая, что катионы натрия не восстанавливаются в водном растворе:

катод (−) 2H₂O+2e^- = H₂+2OH^-    1

  анод (+) 2Br^- − 2e^- = Br₂              1

                                                              _{электролиз}

           2Br^- + 2H₂O                            Br₂+H₂+2OH^-

или

                                                                _{электролиз}

           2NaBr + 2H₂O                           Br₂+H₂+2NaOH                 (1)       (3 балла)

Таким образом, газ, выделяющийся при электролизе на катоде,− водород.

            2) Вычисляем количество вещества брома, который образовался при электролизе:

                                                                                                                                  (2)       (2 балла)

            3) Из уравнения электролиза следует:

n(H₂) = n(Br₂); n(H₂) = 0,05 моль.                           (3)       (1 балл)

            4) Рассчитаем объем выделившегося водорода, приведенный к нормальным условиям:

V(H₂) = n(H₂) ∙ V_m; V(H₂) = 0,05 моль ∙ 22,4 л/моль = 1,12 л.                 (4)       (1 балл)

Итого: (7 баллов)

4.      Схеме превращений, приведенной в задании, соответствуют следующие реакции

CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃               (1)                                             (1 балл)

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl                                    (2)                                             (1 балл)

CH₃Cl + KOH → CH₃OH + KCl                           (3)                                            (1 балл)

CH₃OH + CH₃COOH → CH₃COOCH₃ + H₂O     (4)                                            (1 балл)

                                                                                                                    Итого: (4 балла)

5. Условию задания соответствуют уравнения реакций

(1)       (1 балл)

                                                                                                                            (2)       (1 балл)

                                                                                                                            (3)       (1 балл)

                                                                                                                            (4)       (1 балл)

Массе 28,08 г хлорида натрия соответствует его количество, равное

                                                                                                                                  (5)       (1 балл)

Это количество соли соответствует эквимолярному количеству амина при условии его 60 %-ного выхода. При 100 %-ном выходе количество амина будет равно

                                                                                                                                  (6)       (1 балл)

Тогда в соответствии с (1) – (3) используют ароматический углеводород в таком же количестве. Молярная масса ароматического углеводорода равна

                                                                                                                                  (7)       (1 балл)

Этим ароматическим углеводородом является толуол

M(CH₃C₆H₅) = 92 г/моль.                            (8)       (1 балл)

Итого: (8 баллов)

6.      В кислой среде KMnO₄ восстанавливается до Mn²⁺, чаще всего до MnSO₄. Fe²⁺ окисляется до Fe³⁺, который в сернокислой среде представляет Fe₂(SO₄)₃.

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O.        (5 баллов)

В щелочной среде KMnO₄ восстанавливается до MnO₄^2-, т.е. если щелочь KOH, - до K₂MnO₄. Fe²⁺ окисляется до Fe³⁺, который в щелочной среде превращается в нерастворимый гидроксид Fe(OH)₃. Сульфат-ион представляет K₂SO₄.

FeSO₄ + KMnO₄ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + K₂MnO₄ + K₂SO₄.                               (5 баллов)

                                                                                                                                  Итого: (10 баллов)

ИТОГО: 39 баллов

Решения для 10 классов

школьной олимпиады

1.      Ar – благородный газ и не принимает участия в превращениях. Основной оксид кальция будет принимать участие в реакциях с веществами кислородного характера – SO₃, HF, HNO₃:

CaO + SO₃ = CaSO₄,

CaO + 2HF = CaF₂ + H₂O,

CaO + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O.                                                                    (4 балла)

2.     

to

Схема превращений соответствуют уравнения реакций

кат.

2KClO₃   =  2KCl + 3O₂↑,                      (1)                                                       (1 балл)

2KCl + Ag₂SO₄ = 2AgCl↓ + K₂SO₄,      (2)                                                       (1 балл)          

K₂SO₄ + Ba(OH)₂ = 2KOH + BaSO₄↓,  (3)                                                       (1 балл)

to

2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2H₂O,         (4)                                                       (1 балл)

S + O₂   =  SO₂,                                        (5)                                                       (1 балл)

to

V2O5

2SO₂ + O₂ =   2SO₃,                                (6)                                                       (1 балл)

SO₃ + 2KOH = K₂SO₄ + H₂O.                (7)                                                       (1 балл)

Итого: (7 баллов)

3.      Условию задания соответствует уравнение реакции

                                                                                                                          (1)

Объем 14 л (н.у.) бутана соответствует его количеству, равному

При количественном выходе в соответствии с уравнением (1) образуется в 2 раза большее количество уксусной кислоты

n(CH₃COOH) = 2n(C₄H₁₀) = 2 × 0,625 = 1,25 моль.

В случае 60 %-ного выхода уксусная кислота образуется в количестве

n'(CH₃COOH) = n(CH₃COOH) × 0,6 = 0,75 моль.

Этому количеству кислоты соответствует ее масса, равная

m'(CH₃COOH) = n'(CH₃COOH)M(CH₃COOH) = 0,75 × 60 = 45 г.

Масса 90 %-ного по массе раствора, полученного растворением этого количества кислоты, равна

(4 балла)

4.      Схеме превращений соответствуют следующие уравнения реакций

                                                                                                                                  (1)       (1 балл)

                                                                                                                                  (2)       (1 балл)

                                                                                                                                  (3)       (1 балл)

                                                                                                                                  (4)       (1 балл)

(реакция протекает с использованием абсолютированного спирта и газообразного галогеноводорода),

                                                                                                                                  (5)       (1 балл)

Таким образом, зашифрованными продуктами превращений являются: Х₁ – ацетилен, Х₂ – ацетальдегид, Х₃ – этанол, Х₄ – бромистый этил, Х₅ – этилен.

За каждую структурную формулу (Х₁, Х₂, Х₃, Х₄, Х₅) – (1 балл).                                                              Итого: (10 баллов)

5.      Условию задания соответствуют уравнения

Решая эту систему уравнений относительно V, получим

V = 10000 мл = 10 л.

2 способ решения:

m = 2000мл × 1,5 г/мл = 3000 г

m_кон = 44% × 3000 г /100% = 1320 г

m_р = 1320 г × 100% / 12% = 11000 г

V = 11000 г / 1,1 г/мл = 10000 мл = 10 л

                                                                                                                            (4 балла)

ИТОГО: 29 баллов

Решения для 9 классов

школьной олимпиады

1. Натрий стоит в ряду активности левее меди, но вытеснение меди не происходит, а происходит взаимодействие между натрием и водой

Na + 2 H₂O = 2 Na OH + H₂ ↑    

Образовавшийся Na OH  взаимодействует с сульфатом меди с образованием осадка гидроксида меди:

                        Cu SO₄ + 2 Na OH = Cu (OH)₂ + Na₂ SO_4,

                        Cu²⁺ + 2 OH ^- = Cu (OH)_2.         (4 балла)

2. А₁ – 1;

А₂ – 3;

А₃ – 2;

А₄ – 2;

А₅ – 2;

А₆ – 3;

А₇ – 4;

А₈ – 1.

                                                           (4 балла)

      3.   Находим массу вещества в 100 г. 10 %     раствора

                        M = 10 г. и массу гидроксида калия в новом растворе m = 20 г.

Находим m полученного раствора после добавления твердого гидроксида калия

                   M = 110 г.

Находим массовую долю гидроксида калия в новом растворе

                        W= 20/110 ∙ 100 % = 18, 2 %

                                                                       (4 балла)

      4.      4. Находим количество  вещества остатка безводной соли сульфата натрия  который остался  после прокаливания 48,3 г. кристаллогидрата  M (Na ₂ SO₄) = 23 ∙ 2 + 32 + 16 ∙ 4 = 142, ע = 21, 3/ 142 = 0,15, безводного сульфата натрия, значит прокаливали 0, 15 моль кристаллогидрата. Молекулярная масса кристаллогидрата равна 48, 3/ 0,15 = 322. 1 моль кристаллогидрата содержит 1 моль, или 142 г, безводного сульфата натрия и 180 г (322 – 142 = 180), или 180/18 = 10 моль, воды. Формула кристаллогидрата – Na ₂ SO₄ ∙ 10 H₂ O.

                                                                       (6 баллов)

5. 1. Железо и алюминий не реагируют с концентрированной азотной кислотой. Газ бурого цвета (NO₂) выделяется только в случае взаимодействия меди с этой кислотой

Cu + 4 HNO₃ = Cu (NO₃)₂ + 2 NO₂ ↑ + 2 H₂O,                                     (1)

17, 92 л NO₂ cсоответствует его количеству, равному

      n (NO₂) = V(NO₂) / V _o = 17, 92 / 22, 4 = 0, 8 моль.

В соответствии с реакцией (1) прореагировало в 2 раза меньше количества Cu:

            n (Cu) = ½ (NO₂) = ½ ∙ 0,8 = 0, 4 моль

Это количество меди соответствует ее массе, равной

            m (Cu) = n (Cu) A_r (Cu) = 0,4 ∙ 64 = 25,6 г.

Таким  образом, исходная смесь содержит 25, 6 г меди. На долю остальных металлов  - Al и Fe приходится

            58, 8 – 26,6 =33,2 г.

2. Все три металла сгорают в хлоре с образованием хлоридов, соответствующих высшим степеням окисления металлов. Количество хлора, затраченного на реакцию с медью, рассчитаем, исходя из уравнения реакции

                        Cu + Cl ₂ =   Cu Cl₂                                                    (2)

В соответствии с этой реакцией n (Cl₂) = n (Cu) = 0,4 моль

Объем хлора при (н.у.), соответствующий этому количеству, равен

            V₁= V₀ n(Cl₂) = 22, 4 ∙ 0, 4 = 8,96 л.

Тогда объем хлора, равный 35,88 – 8, 96 = 26,92 л, что соответствует 1,2 моль, был затрачен на окисление железа и алюминия по реакциям

            2 Al + 3 Cl ₂ = 2 Al Cl _3,                                                          (3)

            2 Fe + 3 Cl ₂ = 2Fe Cl _3.                                                                           (4)

Пусть в исходной смеси металлов  х моль Fe и y моль Al  в соответствии с уравнениями (3) и (4) в обоих случаях требуется в ³/₂ раза больше хлора, т.е.

                                    1,2 = ³/₂ х + ³/₂ y                                            (5)

С другой стороны, зная суммарную массу железа и алюминия, можно записать

                                    33,2 = х ∙ 56 + у ∙27,                                      (6)

где 56 и 27 соответственно Ar (Fe) и Ar (Al). Решая совместно уравнения (5) и (6), получим:

            у = 0,4 моль,          х = 0,4 моль.

Этому количеству металлов соответствуют их массы, равные

            m (Fe) = n (Fe) Ar(Fe) = 0, 4 ∙ 56 = 22,4 г.

            m (Al) = n (Al) Ar (Al) = 0,4 ∙ 27 = 10, 8 г.

Таким образом, количественный состав исходной смеси металлов:

Медь – 0, 4 моль (25,6 г.),

Железо – 0,4 моль (22,4 г.)

Алюминий – 0,4 моль (10, 8 г.)

                                                           (8 баллов)

Итого: 26 баллов