Задания с критериями оценивания 9 класс 2015

Задания с критериями оценивания
2 тура межрегиональной многопрофильной олимпиады школьников
по химии «Менделеев» 2015 г.
9 класс
9-1. При сгорании некоторого металла А в избытке кислорода образуется
вещество Б. При растворении вещества Б в соляной кислоте образуются два
новых вещества В, Г и выделяется вода. Оба вещества В и Г содержат в
своем составе элемент А. При взаимодействии вещества Г с металлом А
образуется вещество В.
1) Приведите формулы всех зашифрованных веществ.
2) Напишите уравнения всех описанных реакций.
9-1. Критерии оценивания
Решение
Число
баллов
Вещества: А-железо, Б – Fe3O4, В – FeCI2, Г – FeCI3
8
3Fe + 2O2 = Fe3O4
4
Fe3O4 + 8HCI = FeCI2 + 2FeCI3 + 4H2O
4
2FeCI3 + Fe = 3FeCI2
4
Итого: 20 баллов
9-2. Какие из перечисленных веществ пригодны для получения из них
кислорода в виде простого вещества в одну стадию:
а) H2O; б) H2O2; в) KMnO4; г) KClO3; д) KPO3
Напишите уравнения соответствующих реакций.
9-2. Критерии оценивания
Решение
Число
баллов
4
2 H2O = 2 H2 + O2 электролиз
2 H2O2 = 2 H2O + O2 каталитическое разложение
4
2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 термическое разложение
4
2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2 термическое разложение
4
Только фосфат калия НЕ разлагается с выделением
кислорода
4
Итого: 20 баллов
9-3.
При взаимодействии водных растворов, содержащих 36,5 г
хлороводорода и 40 г гидроксида натрия, выделилось 57 кДж тепла.
1. Напишите полные и сокращенные ионные уравнения реакций.
2. Сколько тепла выделится при взаимодействии 150 г 10% раствора
серной кислоты и 50 г 11,2% раствора гидроксида калия?
9-3. Критерии оценивания
Решение
Число
баллов
5
1) HCl + NaOH = NaCl + H2O
H+ + OH– = H2O
Тепловой эффект относится к реакции нейтрализации:
H+ + OH– = H2O + Q
2) 36,5 г хлороводорода и 40 г гидроксида натрия
5
составляют по 1 моль, т.е. тепловой эффект реакции
нейтрализации Q = 57 кДж/моль.
В 150 г 10 %-ного раствора - 15 г серной кислоты, или
более 0,15 моль.
В 50 г 11,2 %-ного раствора - 5,6 г гидроксида калия, или
0,1 моль.
Серная кислота в избытке, расчет по КОН.
10
На 0,1 моль образующейся при нейтрализации воды
выделится 57×0,1 = 5,7 кДж.
Итого: 20 баллов
9-4. Рассмотрите схему превращений соединений, содержащих в своем
составе один и тот же элемент. Свойства некоторых соединений
представлены в таблице:
Вещество
Окраска
плотность, г/см3
tпл. , °С
t
кип.,°C
X
Тем.серая
2,33
1420
≈3300
X1
Бесцв.
1,48
-68,9
57
Х2
Бесцв.
1,14
-118
30,4
Х3
Бесцв.
2,67
833
___
К, t
X6
KHF 2
Х
Cl2
H2O
X1
HClг
Х4
NaOH р-р
X2
Х3
HF p-p
CO2
Х5
избыток
NaOH р-р , t
1. Определите X.
2. Напишите уравнения реакций соответствующих превращений.
9-4. Критерии оценивания (автор Л.С. Левина)
Решение
Число
баллов
1. Так как X образуется из Х6 восстановлением
металлическим
калием
(металлотермия),
наиболее
вероятно, что X — простое вещество.
Ковалентные хлориды (Х1 и Х2 — жидкости) могут
образовать элементы IV-ой группы (Тi, Sn, Si, Gе), но в
случае с металлами хлороводород образует низшие
хлориды (ионные), а германий не растворяется в
щелочном растворе. Таким образом, X — Si.
2
2. Х→Х1
Si + 2С12 = SiСl4
X2→ Х4 SiCl4 + 2Н20 = SiO2 + 4НСl
Х→Х2
Si + ЗНСl = SiHСl3 + Н2
Х2 →Х3
SiHСl3 + 5NаОН = Nа2 SiO3 + ЗNаСl + Н2 +
2Н20
Х3 →Х4 Na2 SiO3 + 2С02 + Н20 = 2NаНС03 + SiO2 ↓
Х→Х3
Si + 2NаОН + Н20 = Nа2 SiO3 + 2H2
Х4 →Х5 SiO2 + 6НF = Н2[SiF6] + 2Н20
Х5 →Х6 Н2[SiF6] + 2КНF2 = К2[SiF6]↓ + 4НF
Х6 →Х
К2[SiF6] + 4К = 6КF + Si
По этой реакции в 1823 г. Берцелиус впервые получил
кремний.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Итого: 20 баллов
9-5. На чашках весов уравновешены химические стаканы с 0,1 г
металлического алюминия в каждом. Как изменится равновесие весов, если в
один стакан прилить 5%-ный раствор соляной кислоты массой 10 г, в другой
– 5%-ный раствор гидроксида натрия массой 10 г.
9-5. Критерии оценивания
Решение
Металлический алюминий реагирует с соляной кислотой и
гидроксидом натрия согласно уравнениям:
2 Al + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2
2 Al + 2 NaOH + 6 H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2
При одной и той же массе прореагировавшего алюминия в
обоих случаях выделяется одинаковое количество водорода.
Следовательно, если алюминий растворится полностью, то
равновесие весов не изменится.
В случае неполного растворения алюминия перевесит та
чашка весов, где меньшая доля алюминия вступит в реакцию.
В 5%-ных растворах массой 10 г содержится по 0,5 г
(10×0,05) соляной кислоты и гидроксида натрия.
M(Al)=27г/моль
M(HCl)= 36,5 г/моль
M(NaOH)= 40 г/моль
Найдем, сколько потребуется соляной кислоты и
гидроксида натрия для растворения алюминия массой 0,1 г.
Al массой 27× 2 г вступает в реакцию с HСl массой (36,5×
6) г
Al массой 0,1 г вступает в реакцию с HCl массой х г
х = 0,406 г HCl
Al массой 27× 2 г вступает в реакцию с NaOH массой (40×
2) г
Al массой 0,1 г вступает в реакцию с NaOH массой y г
y=0,148 NaOH
Оба вещества HCl и NaOH взяты в избытке, поэтому в
обоих стаканах произойдет полное растворение алюминия и
равновесие весов не нарушится.
Число
баллов
1
1
4
4
10