МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ
ПО ХИМИИ 8 КЛАСС 2011-2012 г.
8-1. Из предложенных ниже веществ выберите:
а) простые вещества; б) сложные вещества; в) смеси.
Воздух, молоко, графит, озон, поваренная соль, бронза, медь, угарный газ, сода,
сажа.
8-2. Металл А образует гидрид, состав которого можно выразить формулой АН2.
Гидрид этого металла легко реагирует с водой по схеме:
АН2 + 2Н2О = А(ОН)2 + 2Н2.
При обработке 2,1 г гидрида избытком воды выделился такой же объём водорода
(н.у.), какой требуется для получения 1,8 г воды в результате сжигания водорода.
Определите металл А, напишите уравнения реакций, указанных в задаче.
8-3. Стакан (объем 200 мл) водного раствора аммиака (NH3) с массовой долей
растворенного вещества 5% (плотность раствора 1,0 г/мл) вылили в Черное море.
Сколько приблизительно молекул аммиака снова окажется в стакане, если через
некоторое время им зачерпнуть воды из моря? При расчетах условно примите,
что молекулы аммиака равномерно распределяются в поверхностном слое воды
толщиной 200 м. Площадь поверхности Черного моря примерно составляет 420
тыс. км2.
8-4. Один из самых знаменитых опытов в истории химической науки состоял в
следующем. Шведский помощник аптекаря Карл Вильгельм Шееле в 1774 г. внёс
кусочек горящего красного фосфора в колбу, наполненную воздухом, и закрыл её
пробкой. По окончании реакции и охлаждении колбы он поместил её горлышком
вниз в сосуд с водой и открыл пробку. Вода поднялась в колбу, заполнив её на 1/5
объёма. Так Шееле узнал, что воздух, считавшийся ранее простым веществом,
состоит из двух основных компонентов — кислорода и азота.
Что изменилось бы в наблюдениях Шееле, если бы вместо фосфора он
использовал:
А) раскаленный уголь;
Б) магний;
В) серу
Ответ поясните уравнениями соответствующих реакций.
8-5. Неизвестное соединение Х содержит 48% кислорода, 24% серы, остальноенеизвестный металл. Выведите формулу вещества Х.
МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ
ПО ХИМИИ 8 КЛАСС 2011-2012 г.
Критерии оценивания, решения и ответы (всего 55 баллов)
8-1.Из предложенных ниже веществ выберите а) простые вещества; б) сложные вещества; в)
смеси.
Воздух, молоко, графит, озон, поваренная соль, бронза, медь, угарный газ, сода, сажа.
Решение:
а) простые вещества: графит, озон, медь, сажа
4 балла
б) сложные вещества: поваренная соль, угарный газ, сода
3 балла
в) смеси: воздух, молоко, бронза
3 балла
ИТОГО: 10 баллов
8-2. Металл А образует гидрид, состав которого можно выразить формулой АН2. Гидрид этого
металла легко реагирует с водой по схеме:
АН2 + 2Н2О = А(ОН)2 + 2Н2.
При обработке 2,1 г гидрида избытком воды выделился такой же объём водорода (н.у.), какой
требуется для получения 1,8 г воды в результате сжигания водорода.
Определите металл А, напишите уравнения реакций, указанных в задаче.
Решение:
АН2 + 2Н2О = А(ОН)2 + 2Н2 (1)
2Н2 + О2 = 2Н2О (2)
1 балл
По условию задачи:
V(H2) в реакции (1) = V(H2) в реакции (2)  (H2) в реакции (1) = (H2) в реакции (2)
1 балл
Согласно уравнению реакции (2):
(Н2) = (Н2О) = 1,8/18 = 0,1 моль
2 балла
Следовательно, (H2) в реакции (1) = 0,1 моль
Обозначим атомную массу металла А за х, тогда М(АН2) = (х + 2) г/моль.
2 балла
Согласно уравнению реакции (1):
(АН2) = 0,5 ∙ Н2 = 0,5 ∙ 0,1 = 0,05 моль
2 балла
М(АН2) = 2,1/0,05 = 42 г/моль
1 балл
Тогда х + 2 = 42, откуда х = 40, что соответствует кальцию (Са).
СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2.
1 балл
ИТОГО:
10 баллов
8-3.Стакан (объем 200 мл) водного раствора аммиака (NH3) с массовой долей растворенного
вещества 5% (плотность раствора 1,0 г/мл) вылили в Черное море. Сколько приблизительно
молекул аммиака снова окажется в стакане, если через некоторое время им зачерпнуть воды из
моря? При расчетах условно примите, что молекулы аммиака равномерно распределяются в
поверхностном слое воды толщиной 200 м. Площадь поверхности Черного моря примерно
составляет 420 тыс. км2.
Решение:
1. Масса аммиака: m(NH3) = 200 мл · 1,0 г/мл · 0,05 = 10 г.
2. Количество вещества аммиака: (NH3) = m(NH3)/M(NH3),
2 балла
(NH3) = 10 г/17 г \моль = 0,588 моль.
2 балла
3. Количество молекул аммиака в стакане: N(NH3) =  (NH3) · NA ;
N(NH3) = 0,588 · 6,02 · 1023 = 3,54 · 1023 молекул.
2 балла
4. Объем воды, в котором распределились молекулы аммиака:
V = 200 м · 420000 · 106 м2 = 8,4 · 1013 м3 (8,4 · 1016 л).
2 балла
23
16
6
5. В 1л воды будет содержаться: 3,54 · 10 /8,4 · 10 = 4,21 · 10 молекул/л,
в 200 мл — 4,21 · 106 молекул/л · 0,2 л = 840000 молекул
2 балла
ИТОГО:
10 баллов
8-4. Один из самых знаменитых опытов в истории химической науки состоял в следующем.
Шведский помощник аптекаря Карл Вильгельм Шееле в 1774 г. внёс кусочек горящего
красного фосфора в колбу, наполненную воздухом, и закрыл её пробкой. По окончании
реакции и охлаждении колбы он поместил её горлышком вниз в сосуд с водой и открыл пробку.
Вода поднялась в колбу, заполнив её на 1/5 объёма. Так Шееле узнал, что воздух, считавшийся
ранее простым веществом, состоит из двух основных компонентов — кислорода и азота.
Что изменилось бы в наблюдениях Шееле, если бы вместо фосфора он использовал:
А) раскаленный уголь;
Б) магний;
В) серу
Ответ поясните уравнениями соответствующих реакций.
Решение:
1) В случае с углеродом следует рассматривать два фактора:
Во-первых, CO2, который получается при сжигании углерода — газ, в отличие от оксидов
фосфора. Значит, он занимает место, которое занимал кислород, и которое в случае фосфора
сразу заполнилось водой.
C + О2 = СО2
2 балла+1 балл за уравнение
Второй фактор — это значительная растворимость CO2 в воде, вследствие чего вода всё-таки
поднимется в колбу, но меньше, чем на 1/5.
СО2+Н2О = Н2 СО3
2 балла+1 балл за уравнение
2) Магний реагирует не только с кислородом, но и с азотом, поэтому теоретически вода может
заполнить колбу целиком. Однако на практике этого не произойдёт, так как для этого
требуется, чтобы в результате сгорания магния в колбе был создан вакуум, что маловероятно.
Во всяком случае, колба будет заполнена более чем на 1/5.
2Mg + О2 = 2MgО
3 балла+1 балл за уравнение
3) В случае серы ситуация аналогична углероду, однако SO2 растворим меньше, чем CO2,
поэтому воды в колбе будет ещё меньше.
S+ О2 = SО2
SО2+Н2О = Н2 SО3
1 балла+2 балла за уравнения
ИТОГО: 13 баллов
8-5. Неизвестное соединение Х содержит 48% кислорода, 24% серы, остальное-неизвестный металл.
Выведите формулу вещества Х.
Решение:
1. Пусть имеем образец исходной соли массой 100 г.
Тогда m(O)=48 г, m(S)=24 г, m(Me)=28 г.
2 балла
2. Найдем соотношение атомов элементов: n(O): n(S)=48\16: 24\32=4:1.
2 балла
3. Таким образом, число атомов кислорода будет всегда больше числа атомов серы в четыре раза.
2 балла
4. Представим неизвестную соль в виде: Ме2(SО4)n.
1 балл
5. Составим уравнение, учитывая, что массовая доля металла в соли составляет 28%:
М(Ме)/М(соли)=0,28. Получим: 2Ме/(2Ме+96n)=0,28.
Упрощая выражение, получаем: Ме=18,67n.
3 балла
6. При n=3 подходит железо (Fe). Остальные значения n не подходят.
Следовательно, вещество-Fe2(SO4)3.
2 балла
ИТОГО: 12 баллов