Школьная олимпиада по химии 10 класс. осуществить следующие превращения:

Школьная олимпиада по химии 10 класс.
Задание 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно
осуществить следующие превращения:
Cu→X→CuCl2→Y→CuSO4
Назовите вещества X и Y.
8 баллов
Задание 2. Определите объём воздуха (н.у.), необходимый для сжигания
смеси 8 л метана и 4 л этана (н.у.), если объёмная доля кислорода в воздухе
равна 0,21.
6 баллов
Задание 3. Водород, полученный при разложении 12,6 г гидрида кальция
водой, пропустили над нагретым оксидом меди (II) массой 40г. Определите
массу образовавшегося металла.
9 баллов
Задание 4. К 400 мл 10%-ной соляной кислоты (ρ = 1,05 г/мл) добавили 8,4 г
карбоната магния. Какова массовая доля соли в полученном растворе?
12 баллов
Задание 5.
Простое вещество А активно реагирует с водой, образуя вещество Б и газ В.
При взаимодействии с соляной кислотой вещества А также выделяется газ В.
Вещество Б при взаимодействии с соляной кислотой образует соль,
окрашивающую пламя в кирпично-красный цвет. Какие вещества
зашифрованы буквами «А», «Б», «В»? Составьте уравнения протекающих
реакций.
5 баллов
Всего 40 баллов
Школьная олимпиада по химии 10 класс (Решения)
1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить
следующие превращения:
Cu→X→CuCl2→Y→CuSO4
Назовите вещества X и Y.
Решение:
1. Используя металлическую медь, надо получить вещество Х, из которого
можно получить хлорид меди (II). Наиболее простой способ – окисление
меди до оксида меди (II):
2Сu + O2 = 2CuO
(1 балл)
который, взаимодействуя с соляной кислотой, образует хлорид меди (II):
СuO + 2HCl = CuCl2 + H2O (1 балл)
Возможен и другой способ. Медь растворяется в концентрированной серной
кислоте:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (1 балл)
Если к полученному раствору прилить раствор хлорида бария, то образуется
хлорид меди (II):
СuSO4 + BaCl2 = CuCl2 + BaSO4↓ (1 балл)
Таким образом, вещество Х – это оксид меди (II) или сульфат меди (II).
(1 балл)
2. Наиболее простой способ перехода от хлорида меди (II) к сульфату меди
(II) через промежуточное соединение Y – осаждение гидроксида меди (II) с
последующим растворением его в серной кислоте:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl
(1 балл)
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
(1 балл)
Таким образом, соединение Y – гидроксид меди (II). (1 балл)
Итого: 8 баллов
2. Определите объём воздуха (н.у.), необходимый для сжигания смеси 8
л метана и 4 л этана (н.у.), если объёмная доля кислорода в воздухе равна
0,21.
Решение:
Определим объём кислорода V(O2) (н.у.), необходимый для сжигания метана
и этана. При этом объёмы реагирующих газов относятся как количества
веществ (числа моль) этих газов:
8л Хл
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O;
1л
2л
1л СH4 - 2 л O2
8 л CH4 - х л O2; х = 16 л О2. (2 балла)
4л х л
2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O;
2 л С2Н6 - 7л О2
2л
7л
4л С2Н6 - х л О2; (2 балла)
х = 14 л О2.
Общий объём кислорода: V(O2) = 16 + 14 = 30 л О2. (1 балл)
Зная объёмную долю кислорода в воздухе φ = V(O2)/ Vвозд. = 0,21, находим
объём воздуха: Vвозд. = V(O2)/ φ = 30/0,21 = 143 л воздуха. (1 балл)
Итого: 6 баллов
3. Водород, полученный при разложении 12,6 г гидрида кальция водой,
пропустили над нагретым оксидом меди (II) массой 40г. Определите массу
образовавшегося металла.
Решение:
1. Записываются уравнения реакций:
CaH2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + 2 H2
(2 балла)
t

H2 + CuO 
Cu + H2O
(2 балла)
2. Рассчитывается количество вещества гидрида кальция и водорода:
n(CaH 2 ) 
m(CaH 2 )
12,6г

 0,3 моль
m(CaH 2 ) 42 г
моль
(1 балл)
n( H 2 )
2
 ,
n(CaH 2 ) 1
n( H 2 ) 
n(CaH 2 )  2
 0,3 моль  2  0,6 моль . (1 балл)
1
3. Вычисляется количество вещества оксида меди:
n(CuO) 
m(CuO)
40г

 0,5 моль . (1 балл)
г
M (CuO) 80
моль
n(H2) > n(CuO), недостатке – оксид меди (II). Дальнейшие расчеты
ведем по количеству вещества СuO. (1 балл)
4. Рассчитывается количество вещества меди и ее масса:
n(Cu)  n(Cu)  0,5 моль .
m(Cu)  n(Cu)  M (Cu)  0,5 моль  64 г
моль
 32г (1 балл)
Ответ: m(Cu)=32г.
Итого: 9 баллов
4. К 400 мл 10%-ной соляной кислоты (ρ = 1,05 г/мл) добавили 8,4 г
карбоната магния. Какова массовая доля соли в полученном растворе?
Решение:
1. Записывается уравнение протекающей реакции
MgCO3 + 2 HCl = MgCl2 + CO2 + H2O
(2 балла)
2. Вычисляется количества вещества карбоната магния и хлороводорода.
n( MgCO3 ) 
m ( MgCO3 )
M ( MgCO3 )

8,4г
 0,1моль
84 г
моль
(1 балл)
m(HCl) = V(р-ра)  ρ(р-ра)  w (HCl) = 400  1,05  0,1 = 42 г (1 балл)
n( HCl ) 
m( HCl )
42г

 1,15 моль
M ( HCl ) 36,5 г
моль
(1 балл)
Сравниваются количества вещества MgCO3 и HCl, отнесенные к
коэффициентам в уравнении реакции
0,1
1,15
 <  , делается вывод о том, что карбонат магния взят в недостатке.
1
2
(2 балла)
Следовательно, дальнейшие расчеты ведутся по карбонату магния.
3. Вычисляется масса образовавшегося хлорида магния:
n(MgCl2 )  n(MgCO3 )  0,1моль (1 балл)
m( MgCl2 )  n( MgCl2 )  M ( MgCl2 )  0,1моль  95 г
моль
 9,5г (1балл)
4. Рассчитывается массовая доля хлорида магния в растворе
m(р-ра) = m(р-ра HCl) + m(MgCO3) – m(CO2) = 420 + 8,4 – 0,1  44 = 424 г
(3 балла)
w( MgCl2 ) 
m( MgCl2 ) 9,5г

 0,0224 или 2,24% (1 балл)
m( р  ра) 424г
Ответ: 2,24%
Итого: 12 баллов
Задание 5. Простое вещество А активно реагирует с водой, образуя вещество
Б и газ В. При взаимодействии с соляной кислотой вещества А также
выделяется газ В. Вещество Б при взаимодействии с соляной кислотой
образует соль, окрашивающую пламя в кирпично-красный цвет. Какие
вещества зашифрованы буквами «А», «Б», «В»? Составьте уравнения
протекающих реакций.
в кирпично-красный цвет
окрашивают пламя соли кальция,
поэтому вещество «А» - металл Сa
Ca + 2H2O = Ca(OH)2+H2↑
2HCl + Ca = CaCl2 + H2↑
Ca(OH)2 + 2HCl= CaCl2+ 2H2O
«А»- Ca
«Б»- Ca(OH)2
«В»- H2
Всего: 40 баллов
2балла
1 балл
1 балл
1 балл
5баллов