Открытая межвузовская олимпиада школьников СФО «Будущее Сибири» 2 этап (заключительный) – 2011\2012 г. Химия 9 класс Часть 1. Разминка (общая оценка 20 баллов) Вставьте пропущенный текст в следующие фразы. 1. Сокращенная электронная формула атома Pt …, а иона Pt2+ .... 2. В молекуле CO2 гибридизация атома углерода ..., а в молекуле CCl4 – .... 3. Среда водного раствора Pb(NO3)2 ..., а водного раствора NH4Cl – .... 4. При электролизе водного раствора AlBr3 на катоде выделяется ..., а на аноде .... 5. Реакция, идущая с выделением тепла, называется …, а с поглощением тепла – … 6. Вещество, повышающее свою степень окисления в результате химической реакции, называется ..., а понижающее – .... 7. Для водородных соединений элементов VIА группы H2Э с увеличением порядкового номера возрастают ... и ... свойства. 8. Реакция взаимодействия кислоты с основанием называется реакция ..., а ее продукт называется .... 9. В реакции S2Cl2(ж) + Сl2(газ) = 2SCl2(газ) + Q установилось химическое равновесие. Если увеличить температуру, то равновесие сместится ..., а если увеличить давление – .... 10. Процесс разложения веществ при их взаимодействии с водой называется ..., а процесс разложения веществ при нагревании называется .... Часть 2. Качественные задания (общая оценка 40 баллов) 11. В Вашем распоряжении 3 склянки с водными растворами веществ: азотной кислоты, нитрата аммония и нитрата бария. Предложите реагенты, с помощью которых можно различить эти вещества и подтвердить их наличие в растворе. Напишите соответствующие уравнения реакций. 12. Вашему вниманию предлагается схема A→B→C→D, в которой вещества A-D содержат хлор. В первой реакции один из атомов хлора принимает 5 электронов, вторая реакция является реакцией диспропорционирования, в третьей реакции один из атомов хлора принимает два электрона. Предложите формулы веществ, которые могли бы отвечать этой схеме и назовите их. Составьте уравнения реакций, соответствующие представленной схеме. 13. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения. Назовите соединения хрома: Cr Cr(OH)3 A H2S B K2CrO4 Cr2S3 SO3 14. Составьте уравнения следующих реакций в молекулярной и сокращенной ионной формах: а) Карбоната магния с серной кислотой; б) Водного раствора хлорида алюминия с водным раствором карбоната лития; в) Водного раствора сульфата железа(III) с водным раствором сульфида калия; 1 г) Водного раствора перхлората цинка с избытком водного раствора гидроксида цезия; д) Водного раствора хлората серебра с водным раствором фосфата натрия. Часть 3. Расчетные задачи (общая оценка 40 баллов) 15. Смесь четырех солей массой 10 г, содержащую СаСl2*6H2O, СаСl2*4H2O, СаСl2*2H2O и СаСl2 в массовом соотношении 1 : 2 : 3 : 4, растворили в 190 г воды, получив раствор с плотностью 1,04 г/мл. Для полученного раствора рассчитайте: а) массовую долю хлорида кальция; б) молярную концентрацию хлорида кальция. К одной аликвоте (пробе, порции) этого раствора объемом 10 мл добавили избыток раствора нитрата серебра, к другой такой же аликвоте – избыток раствора фосфата натрия. Напишите уравнения реакций и рассчитайте массы образовавшихся в этих опытах осадков. 16. Смесь железных и алюминиевых опилок массой 16,4 г растворили в 438,6 мл 19,6 %ного раствора серной кислоты (плотность 1,14 г/мл). На нейтрализацию избытка кислоты потребовалось 240 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 2,5 моль/л. Напишите уравнения проведенных реакций и определите объем газа (при н.у.), выделившегося при растворении металлов. Рассчитайте мольные и массовые доли металлов в исходной смеси. Желаем успехов! 2 Открытая межвузовская олимпиада школьников СФО «Будущее Сибири» 2 этап (заключительный) – 2011\2012 г. Химия 10 класс Часть 1. Разминка (общая оценка 20 баллов) Вставьте пропущенный текст в следующие фразы. 1. Сокращенная электронная формула атома Pt …, а иона Pt2+ .... 2. В молекуле пропина типы гибридизации атомов углерода ... и .... 3. Среда водного раствора Pb(NO3)2 ..., а водного раствора NH4Cl – .... 4. При электролизе водного раствора AlBr3 на катоде выделяется ..., а на аноде .... 5. Общей формуле CnH2n соответствуют соединения, относящиеся к классам ... и .... 6. Вещество, повышающее свою степень окисления в результате химической реакции, называется ..., а понижающее – .... 7. Для водородных соединений элементов VIА группы H2Э с увеличением порядкового номера возрастают ... и ... свойства. 8. Реакция взаимодействия кислоты с основанием называется реакция ..., а ее продукт называется .... 9. В реакции S2Cl2(ж) + Сl2(газ) = 2SCl2(газ) + Q установилось химическое равновесие. Если увеличить температуру, то равновесие сместится ..., а если увеличить давление – .... 10. Процесс разложения веществ при их взаимодействии с водой называется ..., а процесс разложения веществ при нагревании называется .... Часть 2. Качественные задания (общая оценка 40 баллов) 11. В Вашем распоряжении 3 склянки с водными растворами веществ: азотной кислоты, нитрата аммония и нитрата бария. Предложите реагенты, с помощью которых можно различить эти вещества и подтвердить их наличие в растворе. Напишите соответствующие уравнения реакций. 12. Вашему вниманию предлагается схема A→B→C→D, в которой вещества A-D содержат хлор. В первой реакции один из атомов хлора принимает 5 электронов, вторая реакция является реакцией диспропорционирования, в третьей реакции один из атомов хлора принимает два электрона. Предложите формулы веществ, которые могли бы отвечать этой схеме и назовите их. Составьте уравнения реакций, соответствующие представленной схеме. 13. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения. Назовите соединения хрома: Cr Cr(OH)3 A H2S B K2CrO4 Cr2S3 SO3 14. Напишите уравнения реакций, представленных на схеме (со всеми продуктами и коэффициентами), назовите все органические вещества по систематической номенклатуре 3 C2H5Cl C6H6 AlCl3 A Br2 h B KOH C2H5OH, t° C KMnO4 D H2O Часть 3. Расчетные задачи (общая оценка 40 баллов) 15. Смесь четырех солей массой 10 г, содержащую СаСl2*6H2O, СаСl2*4H2O, СаСl2*2H2O и СаСl2 в массовом соотношении 1 : 2 : 3 : 4, растворили в 190 г воды, получив раствор с плотностью 1,04 г/мл. Для полученного раствора рассчитайте: а) массовую долю хлорида кальция; б) молярную концентрацию хлорида кальция. К одной аликвоте (пробе, порции) этого раствора объемом 10 мл добавили избыток раствора нитрата серебра, к другой такой же аликвоте – избыток раствора фосфата натрия. Напишите уравнения реакций и рассчитайте массы образовавшихся в этих опытах осадков. 16. Смесь железных и алюминиевых опилок массой 16,4 г растворили в 438,6 мл 19,6 %ного раствора серной кислоты (плотность 1,14 г/мл). На нейтрализацию избытка кислоты потребовалось 240 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 2,5 моль/л. Напишите уравнения проведенных реакций и определите объем газа (при н.у.), выделившегося при растворении металлов. Рассчитайте мольные и массовые доли металлов в исходной смеси. Желаем успехов! 4 Открытая межвузовская олимпиада школьников СФО «Будущее Сибири» 2 этап (заключительный) – 2011\2012 г. Химия 11 класс Часть 1. Разминка (общая оценка 20 баллов) Вставьте пропущенный текст в следующие фразы. 1. Сокращенная электронная формула атома Pt …, а иона Pt2+ .... 2. В молекуле пропина типы гибридизации атомов углерода ... и .... 3. Среда водного раствора Pb(NO3)2 ..., а водного раствора NH4Cl – .... 4. При электролизе водного раствора AlBr3 на катоде выделяется ..., а на аноде .... 5. Общей формуле CnH2n соответствуют соединения, относящиеся к классам ... и .... 6. Вещество, повышающее свою степень окисления в результате химической реакции, называется ..., а понижающее – .... 7. Для водородных соединений элементов VIА группы H2Э с увеличением порядкового номера возрастают ... и ... свойства. 8. Реакция взаимодействия карбоновой кислоты со спиртом называется реакция ..., а ее продукт называется .... 9. В реакции S2Cl2(ж) + Сl2(газ) = 2SCl2(газ) + Q установилось химическое равновесие. Если увеличить температуру, то равновесие сместится ..., а если увеличить давление – .... 10. Процесс разложения веществ при их взаимодействии с водой называется ..., а процесс разложения веществ при нагревании называется .... Часть 2. Качественные задания (общая оценка 40 баллов) 11. В Вашем распоряжении 3 склянки с водными растворами веществ: масляной кислоты, анилина и уксусного альдегида. Предложите реагенты, с помощью которых можно различить эти вещества и подтвердить их наличие в растворе. Напишите соответствующие уравнения реакций (для записи органических соединений используйте структурные формулы). 12. Вашему вниманию предлагается схема A→B→C→D, в которой вещества A-D содержат хлор. В первой реакции один из атомов хлора принимает 5 электронов, вторая реакция является реакцией диспропорционирования, в третьей реакции один из атомов хлора принимает два электрона. Предложите формулы веществ, которые могли бы отвечать этой схеме и назовите их. Составьте уравнения реакций, соответствующие представленной схеме. 13. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения. Назовите соединения хрома: Cr Cr(OH)3 A H2S B K2CrO4 Cr2S3 SO3 14. Напишите уравнения реакций, представленных на схеме (со всеми продуктами и коэффициентами), назовите все органические вещества по систематической номенклатуре 5 C2H5Cl C6H6 AlCl3 A Br2 h B KOH C2H5OH, t° C KMnO4 D H2O Часть 3. Расчетные задачи (общая оценка 40 баллов) 15. В растворе с концентрацией 0,10 моль/л молочная (2-гидроксипропановая) кислота имеет степень диссоциации 3,87 %, а уксусная кислота имеет такую же степень диссоциации в растворе с концентрацией 0,012 моль/л. Запишите уравнения реакций диссоциации указанных кислот (со структурными формулами) и вычислите концентрации ионов водорода и рН в каждом из растворов. Какая из этих кислот сильнее? На основании данных, приведенных в задаче, объясните, почему Вы сделали такой вывод (можно качественно). А теперь посчитайте, во сколько приблизительно раз одна кислота сильнее другой, и попробуйте оценить константу диссоциации уксусной кислоты. 16. Смесь железных и алюминиевых опилок массой 16,4 г растворили в 438,6 мл 19,6 %ного раствора серной кислоты (плотность 1,14 г/мл). На нейтрализацию избытка кислоты потребовалось 240 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 2,5 моль/л. Напишите уравнения проведенных реакций и определите объем газа (при н.у.), выделившегося при растворении металлов. Рассчитайте мольные и массовые доли металлов в исходной смеси Желаем успехов! 6 Открытая межвузовская олимпиада школьников СФО «Будущее Сибири» 2 этап (заключительный) – 2011\2012 г. Химия Решения олимпиадных заданий и система оценивания 9 класс Часть 1. Разминка (общая оценка 20 баллов) 1. Сокращенная электронная формула атома Pt …[Xe]4f145d86s2, а иона Pt2+ ...[Xe]4f145d8. 2. В молекуле CO2 гибридизация атома углерода ...sp, а в молекуле CCl4 – ...sp3. 3. Среда водного раствора Pb(NO3)2 ...кислая, а водного раствора NH4Cl – ...тоже кислая. 4. При электролизе водного раствора AlBr3 на катоде выделяется ...водород, а на аноде ...бром. 5. Реакция, идущая с выделением тепла, называется …экзотермическая, а с поглощением тепла – …эндотермическая. 6. Вещество, повышающее свою степень окисления в результате химической реакции, называется ...восстановитель, а понижающее – ...окислитель. 7. Для водородных соединений элементов VIА группы H2Э с увеличением порядкового номера возрастают ...кислотные и ...восстановительные свойства. 8. Реакция взаимодействия кислоты с основанием называется реакция ...нейтрализации, а ее продукт называется ...соль. 9. В реакции S2Cl2(ж) + Сl2(газ) = 2SCl2(газ) + Q установилось химическое равновесие. Если увеличить температуру, то равновесие сместится ...влево, а если увеличить давление – ...тоже влево. 10. Процесс разложения веществ при их взаимодействии с водой называется ...гидролиз, а процесс разложения веществ при нагревании называется ...термолиз. Система оценивания: Каждый правильный ответ по 1 б Итого 20 баллов всего 1*2*10 = 20 баллов; Часть 2. Качественные задания (общая оценка 40 баллов) 11. Только азотная кислота с водным раствором гидрокарбоната натрия выделяет пузырьки газа: HNO3 + NaHCO3 = NaNO3 + CO2↑ + H2O. Только нитрат аммония в реакции со щелочью выделяет аммиак (его можно распознать по запаху или посинению универсальной индикаторной бумаги в его парах): NH4NO3 + NaOH = NaNO3 + NH3 + H2O. Только нитрат бария дает белый осадок с растворами сульфатов: Ba(NO3)2 + Na2SO4 = 2NaNO3 + BaSO4. Система оценивания: Правильно указанные реагенты (возможны и другие) по 2 б Уравнения реакций по 1 б Итого 9 баллов всего 2*3 = 6 баллов; всего 1*3 = 3 балла; 12. Например, это могут быть следующие вещества (возможны и другие варианты): KClO3 (хлорат калия) → Cl2 (хлор) → KClO (гипохлорит калия) → KCl (хлорид калия). T комн KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 + 3H2O; Cl2 + 2KOH KClO + KCl + H2O; 7 KClO + 2HBr = KCl + Br2 + H2O. Система оценивания: Правильно подобраны формулы веществ по 1 б всего 1*4 = 4 балла; Названия веществ по 1 б всего 1*4 = 4 балла; Уравнения реакций по 1 б всего 1*3 = 3 балла; Итого 11 баллов t Cr S (сульфид хрома(III)); 13. Уравнения реакций: 2Cr + 3S 2 3 Cr2S3 + 6H2O = 3H2S + 2Cr(OH)3 (гидроксид хрома(III)); Cr(OH)3 + 3KOH = K3[Cr(OH)6] (гексагидроксохромат(III) калия); 2K3[Cr(OH)6] + 3Cl2 = 6KCl + 6H2O + 2K2CrO4 (хромат калия); Возможен путь и через хромит калия, например: t 2H O + KCrO (хромит калия); Cr(OH)3 + KOH 2 2 t 4KCrO2 + 3O2 + 4KOH 2H2O + 4K2CrO4 (хромат калия); V2O5 ,Fe2O3 , Pt 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O; 2SO2 + O2 2SO3; Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б Названия веществ по 1 б Итого 10 баллов всего 1*6 = 6 баллов; всего 1*4 = 4 балла; 14. 1. MgCO3 + H2SO4 = MgSO4 + CO2 + H2O; MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2 + H2O. 2. AlCl3 + Li2 CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6LiCl; 2Al3+ + 3CO32 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2. 3. Fe2(SO4)3 + K2S = 2FeSO4 + S + K2SO4 или Fe2(SO4)3 + 3K2S = 2FeS + S + 3K2SO4; 2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S или 2Fe3+ + 3S2- = 2FeS + S. 4. Zn(ClO4)2 + 4CsOHизб. = 2CsClO4 + Cs2[Zn(OH)4] (допустимо Cs2ZnO2 + 2H2O); Zn2+ + 4OH = [Zn(OH)4]2 или Zn2+ + 4OH = ZnO22 + 2H2O. 5. 3AgClO3 + Na3PO4 = Ag3PO4 + 3NaClO3 ; Ag+ + PO43 = Ag3PO4. Система оценивания: Уравнения реакций в молекулярной форме по 1б Уравнения реакций в сокращенной ионной форме по 1б Итого 10 баллов всего 1*5 = 5 баллов; всего 1*5 = 5 баллов; Часть 3. Расчетные задачи (общая оценка 40 баллов) 15. Обозначив за х массу СаСl2*6H2O в смеси, получаем, что масса СаСl2*4H2O 2х, масса СаСl2*2H2O 3х, а масса СаСl2 4х. Составляем уравнение х+2х+3х+4х = 10, откуда х = 1 (г). Рассчитаем массовые доли безводного CaCl2 и его массы в каждом кристаллогидрате: CaCl2*6H2O (1 г): ω = 111/219 = 0,507, m(CaCl2) = 0,5 г. CaCl2*4H2O (2 г): ω = 111/183 = 0,607, m(CaCl2) = 1,2 г. CaCl2*2H2O (3 г): ω = 111/147 = 0,755, m(CaCl2) = 2,3 г. CaCl2 (4 г): ω = 1,00 m(CaCl2) = 4 г. Суммарная масса m(CaCl2) = 0,5+1,2+2,3+4 = 8,0 г, количество ν(CaCl2) = 8/111 = 0,072 моль. Массовая доля ω(CaCl2) в растворе = (8,0/200) = 0,04 или 4,0 масс. %; Объем раствора: V = 200 : 1,04 = 192 мл или 0,192 л. С(CaCl2) = 0,072 : 0,192 = 0,375 моль/л. В аликвоте раствора объемом 10 мл или 0,01 л содержится 0,375*0,01 = 3,75*10-3 моль CaCl2. Уравнения реакций: CaCl2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl (1); 3CaCl2 + 2Na3PO4 = 6NaCl + Ca3(PO4)2 (2). По уравнению (1) из 1 моль хлорида кальция образуется 2 моль хлорида серебра, следовательно, из 3,75*10-3 моль CaCl2 получится 3,75*10-3*2 = 7,5*10-3 моль AgCl. Масса осадка хлорида серебра составит 7,5*10-3*143,5 = 1,08 г. 8 По уравнению (2) из 1 моль хлорида кальция образуется 1/3 моль фосфата кальция, следовательно, из 3,75*10-3 моль CaCl2 получится 3,75*10-3:3 = 1,25*10-3 моль Ca3(PO4)2. Масса осадка хлорида серебра составит 1,25*10-3*310 = 0,388 г. Система оценивания: Расчет масс каждого из веществ по 1 б Расчет общей массы безводной соли 4 б Расчет массовой доли СаСl2 в растворе 2б Расчет молярной концентрации СаСl2 в растворе 2б Уравнения реакций по 1б Расчет количества СаСl2 в аликвотах 2 б Расчет масс осадков по 2 б Итого 20 баллов всего 1*4 = 4 балла; всего 4 балла; всего 2 балла; всего 2 балла; всего 1*2 = 2 балла; всего 2 балла; всего 2*2 = 4 балла; 16. Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 (1); 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2 (2); H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O (3). Рассчитаем количество серной кислоты: m(р-ра) = V* = 438,6*1,14 = 500 (г); m(H2SO4) = *m(р-ра) = 0,196*500 = 98 (г); n(H2SO4) = (моль). Рассчитаем количество гидроксида калия: n(KOH) = CM*V = 2,5*0,24 = 0,6 (моль). По уравнению (3) 2 моль гидроксида калия реагирует с 1 моль серной кислоты, следовательно, 0,6 моль гидроксида реагирует с 0,3 моль серной кислоты. Всего серной кислоты было взято 1 моль, осталось после реакции с металлами 0,3 моль, следовательно, с металлами прореагировало 1 – 0,3 = 0,7 моль кислоты. По уравнениям (1) и (2) 1 моль серной кислоты выделяет 1 моль водорода, следовательно, водорода в реакциях с металлами выделилось 0,7 моль. При н.у. это количество водорода займет объем V(H2) = n(H2)*Vm = 0,7*22,4 = 15,68 (л). Пусть х – n(Fe), y – n(Al), тогда 56х + 27у = 16,4. По уравнению (1) на 1 моль железа требуется 1 моль серной кислоты, тогда на х моль Fe нужно х моль H2SO4. По уравнению (2) на 2 моль алюминия требуется 3 моль серной кислоты, тогда на y моль Al нужно 1,5y моль H2SO4, следовательно, x + 1,5y = 0,7. Получили систему уравнений: 56х + 27у = 16,4; x + 1,5y = 0,7. При решении системы получим: х = 0,1, у = 0,4, то есть n(Fe) = 0,1 моль, n(Al) = 0,4 моль. Мольная доля Fe в смеси 0,1/(0,1+0,4) = 0,2, мольная доля Al 0,4/(0,1+0,4) = 0,8. Рассчитаем массы металлов: m(Fe) = n(Fe)*M(Fe) = 0,1*56 = 5,6 (г); m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0,4*27 = 10,8 (г). Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б всего 1*3 = 3 балла; Расчет количества серной кислоты 2 б всего 2 балла; Расчет количества гидроксида калия 1 б всего 1 балл; Расчет количества серной кислоты, прореагировавшей с металлами 2б всего 2 балла; Расчет объема выделившегося газа 4 б всего 4 балла; Составление системы уравнений 4 б (2+2) всего 4 балла; Расчет мольной доли металлов в смеси 2 б всего 2 балла; Расчет массовой доли металлов в смеси 2 б всего 2 балла; Итого 20 баллов 9 10 класс Часть 1. Разминка (общая оценка 20 баллов) 1. Сокращенная электронная формула атома Pt ...[Xe]4f145d8. …[Xe]4f145d86s2, а иона Pt2+ 2. В молекуле пропина типы гибридизации атомов углерода ...sp и ...sp3. 3. Среда водного раствора Pb(NO3)2 ...кислая, а водного раствора NH4Cl – ...тоже кислая. 4. При электролизе водного раствора AlBr3 на катоде выделяется ...водород, а на аноде ...бром. 5. Общей формуле CnH2n соответствуют соединения, относящиеся к классам ...алкенов и ...циклоалканов. 6. Вещество, повышающее свою степень окисления в результате химической реакции, называется ...восстановитель, а понижающее – ...окислитель. 7. Для водородных соединений элементов VIА группы H2Э с увеличением порядкового номера возрастают ...кислотные и ...восстановительные свойства. 8. Реакция взаимодействия кислоты с основанием называется реакция ...нейтрализации, а ее продукт называется ...соль. 9. В реакции S2Cl2(ж) + Сl2(газ) = 2SCl2(газ) + Q установилось химическое равновесие. Если увеличить температуру, то равновесие сместится ...влево, а если увеличить давление – ...тоже влево. 10. Процесс разложения веществ при их взаимодействии с водой называется ...гидролиз, а процесс разложения веществ при нагревании называется ...термолиз. Система оценивания: Каждый правильный ответ по 1 б Итого 20 баллов всего 1*2*10 = 20 баллов; Часть 2. Качественные задания (общая оценка 40 баллов) 11. Только азотная кислота с водным раствором гидрокарбоната натрия выделяет пузырьки газа: HNO3 + NaHCO3 = NaNO3 + CO2↑ + H2O. Только нитрат аммония в реакции со щелочью выделяет аммиак (его можно распознать по запаху или посинению универсальной индикаторной бумаги в его парах): NH4NO3 + NaOH = NaNO3 + NH3 + H2O. Только нитрат бария дает белый осадок с растворами сульфатов: Ba(NO3)2 + Na2SO4 = 2NaNO3 + BaSO4. Система оценивания: Правильно указанные реагенты (возможны и другие) по 2 б Уравнения реакций по 1 б Итого 9 баллов всего 2*3 = 6 баллов; всего 1*3 = 3 балла; 12. Например, это могут быть следующие вещества (возможны и другие варианты): KClO3 (хлорат калия) → Cl2 (хлор) → KClO (гипохлорит калия) → KCl (хлорид калия). T комн KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 + 3H2O; Cl2 + 2KOH KClO + KCl + H2O; KClO + 2HBr = KCl + Br2 + H2O. Система оценивания: Правильно подобраны формулы веществ по 1 б Названия веществ по 1 б всего 1*4 = 4 балла; всего 1*4 = 4 балла; 10 Уравнения реакций по 1 б Итого 11 баллов всего 1*3 = 3 балла; t Cr S (сульфид хрома(III)); 13. Уравнения реакций: 2Cr + 3S 2 3 Cr2S3 + 6H2O = 3H2S + 2Cr(OH)3 (гидроксид хрома(III)); Cr(OH)3 + 3KOH = K3[Cr(OH)6] (гексагидроксохромат(III) калия); 2K3[Cr(OH)6] + 3Cl2 = 6KCl + 6H2O + 2K2CrO4 (хромат калия); Возможен путь и через хромит калия, например: t 2H O + KCrO (хромит калия); Cr(OH)3 + KOH 2 2 t 4KCrO2 + 3O2 + 4KOH 2H2O + 4K2CrO4 (хромат калия); V2O5 ,Fe2O3 , Pt 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O; 2SO2 + O2 2SO3; Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б Названия веществ по 1 б Итого 10 баллов всего 1*6 = 6 баллов; всего 1*4 = 4 балла; AlCl 14. C6H6 (бензол) + C2H5Cl(хлорэтан) 3 C6H5C2H5 (этилбензол) + HCl; C6H5CH2CH3 + Br2 h C6H5CHBrCH3 (1-бром-1-фенилэтан) + HBr; C2H5OH , to C6H5CHBrCH3 + KOH C6H5CH=CH2 (фенилэтен, стирол) + H2O + KBr; 3C6H5CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3C6H5CH(OH)-CH2OH (фенилэтандиол-1,2) + 2MnO2 + + 2KOH. Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б Названия веществ по 1 б Итого 10 баллов всего 1*4 = 4 балла; всего 1*6 = 6 баллов; Часть 3. Расчетные задачи (общая оценка 40 баллов) 15. Обозначив за х массу СаСl2*6H2O в смеси, получаем, что масса СаСl2*4H2O 2х, масса СаСl2*2H2O 3х, а масса СаСl2 4х. Составляем уравнение х+2х+3х+4х = 10, откуда х = 1 (г). Рассчитаем массовые доли безводного CaCl2 и его массы в каждом кристаллогидрате: CaCl2*6H2O (1 г): ω = 111/219 = 0,507, m(CaCl2) = 0,5 г. CaCl2*4H2O (2 г): ω = 111/183 = 0,607, m(CaCl2) = 1,2 г. CaCl2*2H2O (3 г): ω = 111/147 = 0,755, m(CaCl2) = 2,3 г. CaCl2 (4 г): ω = 1,00 m(CaCl2) = 4 г. Суммарная масса m(CaCl2) = 0,5+1,2+2,3+4 = 8,0 г, количество ν(CaCl2) = 8/111 = 0,072 моль. Массовая доля ω(CaCl2) в растворе = (8,0/200) = 0,04 или 4,0 масс. %; Объем раствора: V = 200 : 1,04 = 192 мл или 0,192 л. С(CaCl2) = 0,072 : 0,192 = 0,375 моль/л. В аликвоте раствора объемом 10 мл или 0,01 л содержится 0,375*0,01 = 3,75*10-3 моль CaCl2. Уравнения реакций: CaCl2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl (1); 3CaCl2 + 2Na3PO4 = 6NaCl + Ca3(PO4)2 (2). По уравнению (1) из 1 моль хлорида кальция образуется 2 моль хлорида серебра, следовательно, из 3,75*10-3 моль CaCl2 получится 3,75*10-3*2 = 7,5*10-3 моль AgCl. Масса осадка хлорида серебра составит 7,5*10-3*143,5 = 1,08 г. По уравнению (2) из 1 моль хлорида кальция образуется 1/3 моль фосфата кальция, следовательно, из 3,75*10-3 моль CaCl2 получится 3,75*10-3:3 = 1,25*10-3 моль Ca3(PO4)2. Масса осадка хлорида серебра составит 1,25*10-3*310 = 0,388 г. Система оценивания: Расчет масс каждого из веществ по 1 б Расчет общей массы безводной соли 4 б всего 1*4 = 4 балла; всего 4 балла; 11 Расчет массовой доли СаСl2 в растворе 2б Расчет молярной концентрации СаСl2 в растворе 2б Уравнения реакций по 1б Расчет количества СаСl2 в аликвотах 2 б Расчет масс осадков по 2 б Итого 20 баллов всего 2 балла; всего 2 балла; всего 1*2 = 2 балла; всего 2 балла; всего 2*2 = 4 балла; 16. Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 (1); 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2 (2); H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O (3). Рассчитаем количество серной кислоты: m(р-ра) = V* = 438,6*1,14 = 500 (г); m(H2SO4) = *m(р-ра) = 0,196*500 = 98 (г); n(H2SO4) = (моль). Рассчитаем количество гидроксида калия: n(KOH) = CM*V = 2,5*0,24 = 0,6 (моль). По уравнению (3) 2 моль гидроксида калия реагирует с 1 моль серной кислоты, следовательно, 0,6 моль гидроксида реагирует с 0,3 моль серной кислоты. Всего серной кислоты было взято 1 моль, осталось после реакции с металлами 0,3 моль, следовательно, с металлами прореагировало 1 – 0,3 = 0,7 моль кислоты. По уравнениям (1) и (2) 1 моль серной кислоты выделяет 1 моль водорода, следовательно, водорода в реакциях с металлами выделилось 0,7 моль. При н.у. это количество водорода займет объем V(H2) = n(H2)*Vm = 0,7*22,4 = 15,68 (л). Пусть х – n(Fe), y – n(Al), тогда 56х + 27у = 16,4. По уравнению (1) на 1 моль железа требуется 1 моль серной кислоты, тогда на х моль Fe нужно х моль H2SO4. По уравнению (2) на 2 моль алюминия требуется 3 моль серной кислоты, тогда на y моль Al нужно 1,5y моль H2SO4, следовательно, x + 1,5y = 0,7. Получили систему уравнений: 56х + 27у = 16,4; x + 1,5y = 0,7. При решении системы получим: х = 0,1, у = 0,4, то есть n(Fe) = 0,1 моль, n(Al) = 0,4 моль. Мольная доля Fe в смеси 0,1/(0,1+0,4) = 0,2, мольная доля Al 0,4/(0,1+0,4) = 0,8. Рассчитаем массы металлов: m(Fe) = n(Fe)*M(Fe) = 0,1*56 = 5,6 (г); m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0,4*27 = 10,8 (г). Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б всего 1*3 = 3 балла; Расчет количества серной кислоты 2 б всего 2 балла; Расчет количества гидроксида калия 1 б всего 1 балл; Расчет количества серной кислоты, прореагировавшей с металлами 2б всего 2 балла; Расчет объема выделившегося газа 4 б всего 4 балла; Составление системы уравнений 4 б (2+2) всего 4 балла; Расчет мольной доли металлов в смеси 2 б всего 2 балла; Расчет массовой доли металлов в смеси 2 б всего 2 балла; Итого 20 баллов 12 11 класс Часть 1. Разминка (общая оценка 20 баллов 1. Сокращенная электронная формула атома Pt …[Xe]4f145d86s2, а иона Pt2+ ...[Xe]4f145d8. 2. В молекуле пропина типы гибридизации атомов углерода ...sp и ...sp3. 3. Среда водного раствора Pb(NO3)2 ...кислая, а водного раствора NH4Cl – ...тоже кислая. 4. При электролизе водного раствора AlBr3 на катоде выделяется ...водород, а на аноде ...бром. 5. Общей формуле CnH2n соответствуют соединения, относящиеся к классам ...алкенов и ...циклоалканов. 6. Вещество, повышающее свою степень окисления в результате химической реакции, называется ...восстановитель, а понижающее – ...окислитель. 7. Для водородных соединений элементов VIА группы H2Э с увеличением порядкового номера возрастают ...кислотные и ...восстановительные свойства. 8. Реакция взаимодействия карбоновой кислоты со спиртом называется реакция ...этерификации, а ее продукт называется ...сложный эфир. 9. В реакции S2Cl2(ж) + Сl2(газ) = 2SCl2(газ) + Q установилось химическое равновесие. Если увеличить температуру, то равновесие сместится ...влево, а если увеличить давление – ...тоже влево. 10. Процесс разложения веществ при их взаимодействии с водой называется ...гидролиз, а процесс разложения веществ при нагревании называется ...термолиз. Система оценивания: Каждый правильный ответ по 1 б Итого 20 баллов всего 1*2*10 = 20 баллов; Часть 2. Качественные задания (общая оценка 40 баллов) 11. Только кислота с водным раствором гидрокарбоната натрия выделяет пузырьки газа: CH3CH2CH2COOH + NaHCO3 = CH3CH2CH2COONa + CO2↑ + H2O. Только альдегид с аммиачным раствором оксида серебра дает реакцию серебряного зеркала: CH3C(H)O + 2[Ag(NH3)2]OH → CH3COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O. Только анилин дает белый осадок с бромной водой: NH2 NH2 Br + 3Br2 Br + 3HBr H2O Br Система оценивания: Правильно указанные реагенты (возможны и другие) по 2 б Уравнения реакций по 1 б Итого 9 баллов всего 2*3 = 6 баллов; всего 1*3 = 3 балла; 12. Например, это могут быть следующие вещества (возможны и другие варианты): KClO3 (хлорат калия) → Cl2 (хлор) → KClO (гипохлорит калия) → KCl (хлорид калия). T комн KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 + 3H2O; Cl2 + 2KOH KClO + KCl + H2O; KClO + 2HBr = KCl + Br2 + H2O. 13 Система оценивания: Правильно подобраны формулы веществ по 1 б всего 1*4 = 4 балла; Названия веществ по 1 б всего 1*4 = 4 балла; Уравнения реакций по 1 б всего 1*3 = 3 балла; Итого 11 баллов t Cr S (сульфид хрома(III)); 13. Уравнения реакций: 2Cr + 3S 2 3 Cr2S3 + 6H2O = 3H2S + 2Cr(OH)3 (гидроксид хрома(III)); Cr(OH)3 + 3KOH = K3[Cr(OH)6] (гексагидроксохромат(III) калия); 2K3[Cr(OH)6] + 3Cl2 = 6KCl + 6H2O + 2K2CrO4 (хромат калия); Возможен путь и через хромит калия, например: t 2H O + KCrO (хромит калия); Cr(OH)3 + KOH 2 2 t 4KCrO2 + 3O2 + 4KOH 2H2O + 4K2CrO4 (хромат калия); V2O5 ,Fe2O3 , Pt 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O; 2SO2 + O2 2SO3; Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б Названия веществ по 1 б Итого 10 баллов всего 1*6 = 6 баллов; всего 1*4 = 4 балла; AlCl 14. C6H6 (бензол) + C2H5Cl (хлорэтан) 3 C6H5C2H5 (этилбензол) + HCl; C6H5CH2CH3 + Br2 h C6H5CHBrCH3 (1-бром-1-фенилэтан) + HBr; C2H5OH , to C6H5CHBrCH3 + KOH C6H5CH=CH2 (фенилэтен, стирол) + H2O + KBr; 3C6H5CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3C6H5CH(OH)-CH2OH (фенилэтандиол-1,2) + 2MnO2 + + 2KOH. Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б Названия веществ по 1 б Итого 10 баллов всего 1*4 = 4 балла; всего 1*6 = 6 баллов; Часть 3. Расчетные задачи (общая оценка 40 баллов) 15. Уравнения реакций диссоциации: CH3CH(OH)COOH = CH3CH(OH)COO- + H+; CH3COOH = CH3COO- + H+. Степень диссоциации = [H+]/C0, откуда [H+] = *C0. Следовательно, в растворе молочной кислоты [H+] = 0,0387*0,1 = 3,87*10-3, рН = -lg[H+] = -lg(3,87*10-3) = 3 – lg3,87 = 3 – 0,6 = 2,4, а в растворе уксусной кислоты [H+] = 0,0387*0,012 = 4,64*10-4, рН = -lg(4,64*10-4) = 3,3. Поскольку при разбавлении степень диссоциации увеличивается, то в 0,1 М растворе молочной кислоты она будет больше, чем в 0,1 М растворе кислоты уксусной. То есть, молочная кислота сильнее, чем уксусная. Для слабых кислот Ка С2, значит отношение констант диссоциации будет примерно равно отношению их концентраций при равных , а именно 0,1/0,012 = 8,3. Иначе говоря, молочная кислота примерно в 8,3 раза сильнее уксусной. По этой же формуле оценим константу диссоциации уксусной кислоты Ка С2 = 0,012*0,03872 = 1,8*10-5. Система оценивания: Уравнения реакций диссоциации по 2 б Концентрации Н+ в растворе по 2 б, рН по 2 б Молочная кислота более сильная 2 б, обоснование 2б Отношение констант диссоциации 2 б Значение константы диссоциации СН3СООН 2 б всего 2*2 = 4 балла; всего 2*2 + 2*2 = 8 баллов; всего 2 + 2 = 4 балла; всего 2 балла; всего 2 балла; 14 Итого 20 баллов 16. Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 (1); 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2 (2); H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O (3). Рассчитаем количество серной кислоты: m(р-ра) = V* = 438,6*1,14 = 500 (г); m(H2SO4) = *m(р-ра) = 0,196*500 = 98 (г); n(H2SO4) = (моль). Рассчитаем количество гидроксида калия: n(KOH) = CM*V = 2,5*0,24 = 0,6 (моль). По уравнению (3) 2 моль гидроксида калия реагирует с 1 моль серной кислоты, следовательно, 0,6 моль гидроксида реагирует с 0,3 моль серной кислоты. Всего серной кислоты было взято 1 моль, осталось после реакции с металлами 0,3 моль, следовательно, с металлами прореагировало 1 – 0,3 = 0,7 моль кислоты. По уравнениям (1) и (2) 1 моль серной кислоты выделяет 1 моль водорода, следовательно, водорода в реакциях с металлами выделилось 0,7 моль. При н.у. это количество водорода займет объем V(H2) = n(H2)*Vm = 0,7*22,4 = 15,68 (л). Пусть х – n(Fe), y – n(Al), тогда 56х + 27у = 16,4. По уравнению (1) на 1 моль железа требуется 1 моль серной кислоты, тогда на х моль Fe нужно х моль H2SO4. По уравнению (2) на 2 моль алюминия требуется 3 моль серной кислоты, тогда на y моль Al нужно 1,5y моль H2SO4, следовательно, x + 1,5y = 0,7. Получили систему уравнений: 56х + 27у = 16,4; x + 1,5y = 0,7. При решении системы получим: х = 0,1, у = 0,4, то есть n(Fe) = 0,1 моль, n(Al) = 0,4 моль. Мольная доля Fe в смеси 0,1/(0,1+0,4) = 0,2, мольная доля Al 0,4/(0,1+0,4) = 0,8. Рассчитаем массы металлов: m(Fe) = n(Fe)*M(Fe) = 0,1*56 = 5,6 (г); m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0,4*27 = 10,8 (г). Система оценивания: Уравнения реакций по 1 б всего 1*3 = 3 балла; Расчет количества серной кислоты 2 б всего 2 балла; Расчет количества гидроксида калия 1 б всего 1 балл; Расчет количества серной кислоты, прореагировавшей с металлами 2б всего 2 балла; Расчет объема выделившегося газа 4 б всего 4 балла; Составление системы уравнений 4 б (2+2) всего 4 балла; Расчет мольной доли металлов в смеси 2 б всего 2 балла; Расчет массовой доли металлов в смеси 2 б всего 2 балла; Итого 20 баллов 15