Задачи для школьной олимпиады по химии

Задачи для школьной олимпиады по химии.
9 класс.
1.Сплавы на основе меди называют бронзами. Кольца из бериллиевой бронзы - точные
копии золотых. Они не отличаются от последних ни по цвету, ни по весу и подвешенные
на нитку, при ударе об стекло издают мелодичный звук. Т.е. подделку ни на глаз yи
на зуб различить нельзя. Предложите способ как в домашних условиях определить
подделку. Как в лаборатории отличить подделку?
Решение :
1. Нагреть на сковороде «золотое» кольцо при температуре 200-375оС. При этой
температуре происходит окисление меди
2Cu +O2=2CuO образуется черный налет оксида меди, кольцо темнеет. (1балл)
2. Настоящее золото не растворяется в концентрированных азотной и серной
кислотах, а медь растворяется
Cu +4HNO3 =Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O выделяется бурый газ (2балла, если составлен
эектронный баланс,1 балл если приведено уравнение с коэффициентами)
Сu + 2H2SO4 =CuSO4 + SO2 + 2H2O выделяется бесцветный газ обесцвечивающий
раствор перманганата калия. (2балла, если составлен электронный баланс,1 балл если
приведено уравнение с коэффициентами). Максимально 5 баллов.
2.На нейтрализацию 0,41г фосфористой кислоты H3PO3 израсходовали 0,56г,г гидроксида
калия. Определите основность кислоты, составьте ее структурную формулу.
Решение:
n (H3PO3)=m/M= 0,41 г/82г/моль=0,005моль (1балл)
n(KOH)= m/M=0,56г/56г/моль=0,01
(1балл)
n (H3PO3) / n(KOH) = 0,005/0,01=1/2
(1балл)
H3PO3 +2KOH =K2HPO3 +2H2O
(1балл)
HO
HO
P=O
H
кислота двухосновная, т.к.замещено 2 атома водорода (1балл). Максимально5 баллов.
3.Вычислить растворимость хлорида натрия в насыщенном при 300С растворе, если
известно, что на один атом натрия в растворе приходится 16,67 атомов водорода.
Решение:
Пусть n(NaCl)=x, тогда n(Na) = n(NaCl)=x (1балл)
Пусть n(H2O)= y тогда n(H)=2n(H2O)=2y (1балл)
x/2y=1/16,67 следовательно у=8,33x(1балл)
m(NaCl)= nxM=58,5x(1балл)
m(H2O) =nxM=18x8,33x=149,94x(1балл)
mраствора= m (NaCl) +m (H2O)=58,5x+149,94x=208,44x(1балл)
w(NaCl)=m(NaCl)/mраствора=58,5x/208,44x=0,2806 (1балл)
пусть масса соли растворяющаяся в100г воды при данной температуре равна х г
тогда х/ x+100=0,2806 следовательно х=39г (1балл)
Максимально 8 баллов
4. Составьте уравнения реакций по условию:
1. кислота + кислота = простое вещество + вода
2. соль + кислота = основание + соль
3. газ+ газ = вода и песок
Решение:
2H2S+ H2SO3=3S +3H2O (2балла)
Na[Al(OH)4] +HCl=NaCl +Al(OH)3 (2балла)
SiH4 +2O2=SiO2+H2O (2балла) максимально 6 баллов
4. В вашем распоряжении имеется вода, воздух, сера и кальций. Используя эти
вещества и продукты их превращений, получите максимально возможное
количество новых веществ Напишите уравнения реакций.
Решение:
Ca+1/2O2=CaO(1балл)
Ca+S=CaS(1балл)
S+O2=SO2(1балл)
SO2+1/2O2=SO3(1балл)
CaO + SO3 =CaSO4(1балл)
H2O+ SO3 =H2SO4(1балл)
Ca+2H2O=Ca(OH)2 +H2(1балл)
Ca(OH)2 +2H2SO4=Ca(HSO4)2 +2H2O(1балл)
2H2O=2H2 +O2(1балл)
Ca+H2=CaH2(1балл)
CaH2 +2H2O=Ca(OH)2 +2H2(1балл)
Ca(OH)2 +SO2= CaSO3 +H2O(1балл)
Ca(OH)2 +2SO2=Ca(HSO3)2(1балл)
3Ca +N2=Ca3N2
Ca3N2 +3H2O=3Ca(OH)2 +2NH3
Ca(OH)2 +CO2=CaCO3+ H2O
Ca(OH)2 +CO2=Ca(HCO3)2
Макисмально17 баллов.
10- ый класс.
1. При взаимодействии водородного соединения одновалентного металла с водой массой
100г получился раствор с массовой долей растворенного вещества 2,38%.
Масса конечного раствора оказалась на 0,2г меньше сумм воды и взятого водородного
соединения. Установить формулу водородного соединения
.
Решение:
MeH +H2O=MeOH +H2 (1балл)
Масса раствора уменьшилась за счет выделившегося водорода
n (Me) = m/M = 0,2г/2г/моль =0,1моль=n(MeH) (1балл)
пусть M(Me)=a (1балл)
M(MeH)=a+1 (1балл)
m(MeH)=0,1(a+1) (1балл)
масса конечного раствора = масса воды + масса (MeH) –масса водорода= 100+0,1(a+1) 0,2=0,1a +99,9 (1балл)
m(MeOH)=mк раствора х w= (0,1a+99,9)0,0238 (1балл)
M(MeOH)=a+17 (1балл)
m(MeOH)= nM = 0,1(a+17) (1балл)
(0,1a+99,9)0,0238=0,1(a+17) (1балл)
a=6,9 –Li (1балл) максимально 11 баллов
2. Составьте уравнения реакций, соответствующие описываемым процессам
Простое вещество красного цвета ,обладающее высокой электропроводностью,
прокалили на воздухе
Образовавшийся порошок черного цвета, при нагревании растворили в разбавленной
серной кислоте, раствор приобрел голубую окраску
Раствор разделили на две порции, в первую внесли железную пластинку, и через
некоторое время на ней появился розово-красный налет.
В другую порцию добавили раствор сульфида натрия и образовался черный осадок
Раствор окрашивал пламя в характерный зеленый цвет.
Решение:
Cu+O2= 2CuO (1 балл)
CuO +H2SO4= CuSO4 +H2O (1 балл)
CuSO4+Na2S=CuS +Na2SO4 (1 балл) максимально 3 балла.
3. Молярная концентрация гидроксида натрия в растворе составляет 0,4 моль/л
(плотность раствора 1,0г/л). Сколько атомов кислорода приходится на один атом
натрия в таком растворе?
Решение:
Пусть объем раствора равен 1л=100мл. n(NaOH)=cxV=0,4x1=0,4моль(1 балл)
m(NaOH)= nxM= 0,4мольx40г/моль =16г(1 балл)
m раствора= Vxp=1000г(1 балл)
m(H2O)=m раствора-m(NaOH)= 1000-16=984г(1 балл)
n(H2O)=m/M=984/18=54,67(1 балл)
n(O)= n(H2O)+n(NaOH)=54,6+0,4=55,07(1 балл)
n(Na)= n(NaOH)= 0,4(1 балл)
n(Na)/ n(NaOH)=0,4/55,07=1/137,6(1 балл) максимально 8 баллов
4. .Нефть в воде практически нерастворима, однако в нефти содержится некоторое
количество воды. Вода представляет собой большую опасность в топливе
самолетов. Предложите химический способ количественного определения воды в
нефти и нефтепродуктов на базе школьной лаборатории.
Решение:
В мерную колбу (50мл) помещают нефть или нефтепродукты. Путем разницы в массах
колбы с нефтепродуктами и пустой колбы можно определить массу нефтепродуктов. В
колбу опускают кусочек металлического кальция и собирают под водой в мерный
цилиндр выделяющийся водород.
Ca +2H2O= Ca(OH)2 +H2 (1 балл)
n(H2)=V/Vm(1 балл)
n(H2O)=2n(H2) (1 балл)
m(H2O)=nxM(1 балл)
w(H2O)= m(H2O)/нефти(1 балл) максимально 4 балла
5.Серебристо белый металл реагирует с раствором разбавленной серной кислоты с
образованием соли В. При добавлении к водному раствору В щелочи образуется белый
хлопьевидный осадок быстро зеленеющий на воздухе и быстро приобретающий бурый
цвет. Напишите соответствующие уравнения реакций.
Решение:
Fe +H2SO4=FeSO4 +H2 (1 балл)
FeSO4 +Ba(OH)2=BaSO4+Fe(OH)2(1 балл)
4Fe(OH)2+O2 =2H2O+4Fe(OH)3 (2 балл) максимально 4 балла.
11 класс.
1. К раствору глюкозы массой 72г , котором число атомов кислорода превышает в 6
раз число атомов углерода прилили свежеприготовленный раствор , содержащий
9,8г Cu(OH)2смесь нагрели. Вычислить массу образовавшегося осадка.
Решение:
Пусть n(C6H12O6)=x (1 балл)
n (C)=6 n(C6H12O6)=6x (1 балл)
n(O)= 6 n(C6H12O6)=6x (1 балл)
n(H2O)=y (1 балл)
n(O)= n(H2O)=y (1 балл)
суммарное n(O)=6x+y (1 балл)
6x+y/6x=6 (1 балл)
y=30x (1 балл)
m(C6H12O6)_=nxM=180x (1 балл)
m(H2O) =nxM=18x30x=540x (1 балл)
mраствора= m(C6H12O6)+ m(H2O)=180x+540x=72 (1 балл)
x=0,1 моль (1 балл)
y=3 моль (1 балл)
C6H12O6 + 2Cu(OH)2 = C6H12O7 +Cu2O +2H2O (1 балл)
n(Cu(OH)2)=m/M=9,8г/98г(моль=0,1моль (1 балл)
n(Cu(OH)2/ n(C6H12O6)=2/1 (1 балл)
по уравнению реакции
(Cu(OH)2) в недостатке
n(Cu2O)=1/2n(Cu(OH)2)=0,05моль (1 балл)
m(Cu2O)=nxM=0,05x144=7,2г (1 балл) максимально 18 баллов.
2.Составить уравнения реакций, соответствующие следующей цепочке превращений:
Пропен алкилирование Хокисление У сополимеризация Z
Решение:
C6H6 +C3H6=C6H5C(CH3)2 (1 балл)
C6H5C(CH3)2 +[O] = C6H5OH +CH3COCH3 (1 балл)
nC6H5OH +nCH2O= фенолформальдегидная смола (1 балл) максимально 3 баллов.
3.Установить формулу ароматического углеводорода, в молекуле которого число
электронов в 1,167 раз превышает число нейтронов.
Решение:
Общая формула ароматических УВ CnH2n-6 (1 балл)
Число электронов в молекуле =6n +2n-6=8n-6, (1 балл)
Нейтроны содержаться только в атомах углерода, число нейтронов равно 6n (1 балл)
8n-6/6n=1,167 (1 балл)
n=6 (1 балл)
C6H6 (1 балл) максимально 6 баллов.
4. Прокалили 18,88г смеси медного купороса и малахита. Охлажденные
газообразные продукты прокаливания пропустили через 100мл воды. Концентрация
полученного раствора равно 3,05%. Вычислить процентный состав исходной смеси.
Решение:
CuSO4x5H2O=CuO+SO3 +H2O(1 балл)
(CuOH)2CO3= 2CuO +CO2 +H2O(1 балл)
SO3 +H2O=H2SO4 (1 балл)
Образующаяся серная кислота препятствует образованию угольной кислоты.
Пусть n(CuSO4x5H2O)=x=n(SO3)=(H2SO4) (1 балл)
n(CuOH)2CO3)=y(1 балл)
m CuSO4x5H2O)=nxm=250x(1 балл)
m(CuOH)2CO3)=nxM=222y(1 балл)
масса смеси= m CuSO4x5H2O)+m(CuOH)2CO3)= 250x +222y=18,88(1 балл)
m(H2SO4)=nxM=98x(1 балл)
m(SO3)=nxM=80x(1 балл)
масса раствора= m(SO3) +m(H2O)=80x+100(1 балл)
m(H2SO4)=mpxw=(80x+100)x0,035=98x(1 балл)
x=0,0319(1 балл)
y=0,0491(1 балл)
m (CuSO4x5H2O)=7,975(1 балл)
w(CuSO4x5H2O)= m(CuOH)2CO3)==7,795/18,88=0422(1 балл)
m(CuOH)2CO3)=10,905(1 балл)
w m(CuOH)2CO3)= m(CuOH)2CO3)=10,905/18,88=0,578(1 балл)
максимально 18 баллов.
5. При сжигании образца цинка массой 1,5г выделилось 5,9кДж теплоты.
Определите, содержал ли образец примеси, если известно, что при сжигании 1 моль
цинка выделяется 348 кДж тепла. Вычислить массовую долю примесей в образце.
Решение:
Zn+1/2O2=ZnO1 балл)
x/1=5,9/348 1 балл)
x=0,0169 моль1 балл)
m(Zn)=nxM=0,0169x65=1,1г1 балл)
масса примесей равна1,5-1,1=0,4г1 балл)
w(прим)=m/mобразца0,4/1,5=0,2671 балл)
максимальное число баллов 6 баллов.