Школьная олимпиада по химии для учащихся 10 класса 2013

Школьная олимпиада по химии для учащихся 10 класса
2013-2014 учебный год
Задача 1.
На схеме приведены превращения вещества Х:
Х + O2 
Х + Br2
Х + KOH
Х + FeCl3
Х + SO2 S + H2O
Определите, что это за вещество и запишите уравнения реакций.
(6 баллов)
Задача 2.
Определите пропущенные формулы в приведенной схеме превращений,
напишите уравнения соответствующих реакций, дайте названия продуктам
каждой реакции.
o
1500 C
o
+2A, 500 C
HNO3
H2
HCl
CH4 ---------A-----------B-----------C------C6H5NH2------D
(10баллов)
Задача 3.
Сожгли некоторый объем бутана. Продукты сгорания пропустили через 2 кг
раствора известковой воды с массовой долей 0,74%. Раствор после
поглощения продуктов сгорания не содержал осадка. Какое минимальное
количество бутана могло быть сожжено?
(8 баллов)
Задача 4.
Как с помощью одного реактива распознать водные растворы следующих
веществ: фосфата натрия, йодида калия, хлорида кальция, нитрата бария?
Напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения.
(5 баллов)
Задача 5.
Допишите уравнение окислительно-восстановительной реакции, расставьте
коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и
восстановитель.
Mg + HNO3  … + … + H2O
(5 баллов)
Максимальное количество баллов - 34
1
Школьная олимпиада по химии для учащихся 10 класса
2013-2014 учебный год
Решения задач.
Задача 1.
Х – H2S
2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2
H2S + Br2 = 2HBr + S
H2S + 2KOH = K2S + 2H2O (H2S + KOH = KHS + H2O)
H2S + 2FeCl3 = FeCl2 + 2HCl + S
H2S + SO2 = 3S + 2H2O
(1балл)
(1балл)
(1балл)
(1балл)
(1балл)
(1балл)
Всего 6 баллов.
Задача 2.
o
1500 C
2CH4------ C2H2 + 3H2
A – этин (ацетилен)
(2балла)
o
500 C
3C2H2 --- C6H6
B –бензол
C6H6 + HNO3  C6H5NO2 + H2O C – нитробензол
C6H5NO2 + 3H2  C6H5NH2 + 2H2O D – анилин
C6H5NH2 + HCl  [C6H5NH3]Cl хлорид фениламмония
(2балла)
(2балла)
(2балла)
(2балла)
Всего 10 баллов.
Задача 3.
1) 2C4H10 + 13 O2  8CO2 + 10 H2O
(1балл)
2)2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2
(1балл)
Масса известковой воды в растворе равна:
w= mв-ва / mр-ра*100%;
mв-ва= mр-ра*w/100% = 200*0,74= 14,8 г
(1балл)
m[Ca(OH)2] = 14,8 г
M[Ca(OH)2] = 74 г/моль
n[Ca(OH)2] = 14,8/74 = 0,2 (моль)
(1балл)
Из уравнения (2) следует, что:
n(CO2) = 2 n[Ca(OH)2] = 2*0,2 моль = 0,4 моль. (1балл)
Из уравнения (1) определим количество бутана:
n(C4H10) = 1/4*0,4 моль = 0,1 моль.
(1балл)
Зная количество бутана, рассчитаем его объем и массу:
V(C4H10) = n(C4H10)* Vm = 0,1 моль* 22,4л/моль = 2,24 л (1балл)
m(C4H10) = n(C4H10)*М(C4H10) = 0,1 моль* 58 г/моль = 5,8 г. (1балл)
Всего 8 баллов.
Задача 4.
Можно воспользоваться нитратом серебра AgNO3
(1балл)
1) CaCl2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl
Ag+ + Cl- = AgCl (белый творожистый осадок)
(1балл)
2
2) KI + AgNO3 = KNO3 + AgI
Ag+ + I- = AgI (желтый творожистый осадок)
Na3PO4 + AgNO3 = NaNO3 + Ag3PO4
Ag+ + PO43- = Ag3PO4 (оранжевый осадок)
Нитрат-ион определяется методом исключения.
(1балл)
(1балл)
(1балл)
Всего 5 баллов.
Задача 5.
4Mgo = 10 HN+5O3 = N-3H4NO3 + 4Mg+2(NO3)2 + 3H2O (3балла)
Mgo – 2e Mg+2 (восстановитель)
N+5 + 8e  N-3 (окислитель)
(1балл)
(1балл)
Всего 5 баллов.
Максимальное количество баллов - 34
3
Школьная олимпиада по химии для учащихся 9 класса
2013-2014 учебный год
Задача 1.
В ряду активности натрий стоит левее меди. Какие процессы происходят при
внесении натрия в водный раствор сульфата меди. Приведите уравнения
соответствующих реакций.
(5 баллов)
Задача 2.
Вы съели морковку массой 200 г с содержанием нитрат-ионов 1240 мг/кг.
Сколько ионов NO-3 может содержаться в 1 капле (0,01 мл) вашей крови?
Объем крови принять равным 4 л, считайте, что все нитрат-ионы перешли в
кровь.
(5 баллов)
Задача 3.
Юный химик взял два стаканчика одинаковой массы. В первый он налил
раствор Na2CO3(1моль/кг), во второй – раствор HCl такой же концентрации.
Массы обоих растворов – по 100 г. В первый стаканчик юный химик очень
медленно и при тщательном перемешивании добавил 100 г раствора HCl
(1моль/кг), во второй – такую же массу раствора Na2CO3 той же
концентрации при тех же условиях. На сколько один стаканчик станет
тяжелее или легче другого после окончания реакций?
(8 баллов)
Задача 4.
Как с помощью одного реактива распознать разбавленные растворы
следующих веществ: едкого натра, сульфида натрия, карбоната калия,
ацетата калия, соляной кислоты?
(6 баллов)
Задача 5.
В раствор хлороводорода с массовой долей 15% поместили цинковый шарик
массой 20 г. После уменьшения диаметра шарика в два раза массовая доля
кислоты в полученном растворе стала равной 10%. Вычислите массу
исходного раствора соляной кислоты.
(8 баллов)
Максимальное количество баллов - 32
4
Школьная олимпиада по химии для учащихся 9 класса
2013-2014учебный год
Решения задач.
Задача 1.
Несмотря на то, что натрий стоит левее меди в ряду активности, вытеснение
меди натрием не происходит, а происходит взаимодействие между натрием и
водой:
(1балл)
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
(1 балл)
Образовавшийся гидроксид натрия взаимодействует с сульфатом меди с
образованием осадка гидроксида меди:
(1балл)
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4,
(1балл)
2+
Cu + 2OH + Cu(OH)2
(1балл)
Всего 5 баллов
Задача 2.
1240 мг/кг – это 1,24 г/кг и соответствует 1,24: 62 = 0,02 моль NO-3 на кг.
(1 балл)
В 200 г моркови будет 0,004 моль нитрат-иона. (1балл)
В 4 л крови будет 400000 капель. (1балл)
В 1 капле будет 4*10-3/4*105 = 1*10-8 моль NO-3 . (1балл)
Число Авогадро NA = 6,02*1023. Тогда в 1 капле будет 6,02*1015 ионов NO-3.
(1балл)
Всего 5 баллов
Задача 3.
В обоих случаях мольное отношение реагентов 1:1.
(1балл)
В первом стаканчике протекает реакция: Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3
(1балл)
Во втором сначала протекает реакция:
2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2,
(1балл)
а после того, как вся соляная кислота израсходуется, избыточный карбонат
натрия разлагаться не будет.
(1балл)
Поэтому масса содержимого первого стаканчика (из которого ничего не
выделяется) составит 200г, то есть сумму масс растворов Na2CO3 и HCl.
(1балл)
Масса второго стаканчика будет равна 200г за вычетом массы
выделившегося CO2.
(1балл)
Рассчитаем ее: количество HCl во втором стаканчике
n(HCl) = 1(1моль/кг)*0,1(кг) = 0,1 моль. (1балл)
n(CO2) = 0.1/2 = 0,05 моль;
(1балл)
m(CO2) = 0,05*44 = 2,2 г.
(1балл)
Это максимально возможная масса выделившегося углекислого газа; реально
часть его останется в растворе в составе гидрокарбоната, так как в конце
реакции избыток соляной кислоты будет мал. Таким образом, первый
стаканчик будет тяжелее второго на величину, не превышающую 2,2 г.
Всего 8 баллов.
5
Задача 4.
Групповым реагентом может служить соляная кислота:
(1 балл)
NaOH + HCl = NaCl + H2O + Q (выделение теплоты)
(1 балл)
Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S
(выделение газа, имеющего запах тухлых яиц)
(1 балл)
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2
(выделение газа, не имеющего запаха)
(1 балл)
CH3COOK + HCl = KCl + CH3COOH (запах уксуса)
(1 балл)
При приливании реагента к раствору, содержащему соляную кислоту, какихлибо изменений не произойдет. (1 балл)
Всего 6 баллов.
Задача 5.
Найдем массу нерастворившегося цинка: 20: 8 = 2,5г.
(1балл)
Масса цинка, перешедшего в раствор: 20 – 2,5 = 17, 5г.
(1балл)
Уравнение реакции: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
(1балл)
Масса хлороводорода, вступившего в реакцию с этим количеством цинка:
(17,5 : 65)*2*36,5 = 19,65 г.
(1балл)
Масса выделившегося водорода: (17,5 : 65)*2 = 0,54 г.
(1балл)
Обозначим искомую массу раствора кислоты за Х, тогда масса HCl в
исходном растворе составит 0,15Х г.
(1балл)
Масса HCl в конечном растворе: 0,1(Х + 17,5 – 0,54) = 0,1(Х + 16,96)
(1балл)
Учитывая, что разность между массами HCl в исходном и конечном
растворах равна массе HCl, вступившей в реакцию, имеем 0,15Х – 0,1(Х +
16,96) = 19,65, отсюда
Х = 426,9г.
(1балл)
Всего 8 баллов.
Максимальное количество баллов – 32
6
Школьная олимпиада по химии для учащихся 11 класса
2013-2014 учебный год
Задача 1.
Допишите уравнение окислительно-восстановительной реакции, расставьте
коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и
восстановитель.
C3H7Br + O2  HBr + … + …
(5 баллов)
Задача 2.
В боксе, заполненном инертной атмосферой, находятся четыре склянки без
надписей, содержащие следующие вещества: бензол, этиловый спирт, воду и
водный раствор хлорида натрия. Пользуясь любым оборудованием и не
используя дополнительных реактивов, определите, в какой склянке
находится каждое из веществ. Работа проводится в боксе в инертной
атмосфере.
(5 баллов)
Задача 3.
Определите пропущенные формулы в приведенной схеме превращений,
напишите уравнения соответствующих реакций, дайте названия продуктам
каждой реакции.
свет
+2Na + A
дегидрирование
+Н2О
+CH3CH2COOH
CH4 ---------A-----------C2H6-----------Б------В--------------Г
(5 баллов)
Задача 4.
К одному литру смеси этана и этилена добавили один литр водорода и
полученную смесь пропустили над никелевым катализатором. После
пропускания объем смеси составил 1,3 литра. Установите объемный состав
исходной смеси.
(5 баллов)
Задача 5.
При действии избытка соляной кислоты на 26,5 г смеси меди, железа и цинка
выделилось 6,72 л (н.у.) газа, а масса нерастворившегося при этом остатка
составила 7,9 г. Определите массовые доли металлов в смеси. Какой объем
газа (н.у.) выделится, если такой же образец смеси обработать избытком
раствора гидроксида натрия?
(10 баллов)
Максимальное количество баллов – 30
7
Школьная олимпиада по химии для учащихся 11 класса
2013-2014 учебный год
Решения задач.
Задача 1.
C3-2H7+1Br-1 + O2o  H+1Br-1 + C+4O2-2 + H2+1O-2
(2 балла)
2| 4| 3C-2 - 18e  3C+4|восстановитель
9|18| O2o + 4e  2O-2 |окислитель
(2балла)
2C3H7Br + 9O2  2HBr + 6CO2 + 2H2O
(1балл)
(5 баллов)
Задача 2.
Растворы следует сливать поочередно друг с другом.
Жидкость, которая смешивается со всеми растворами, - это спирт. В растворе
соли при этом выпадает осадок, так как хлорид натрия не растворим в
спирте. Бензол и вода различаются при прибавлении раствора поваренной
соли: в случае бензола наблюдается расслоение, а с водой – нет.
(5 баллов)
Задача 3.
свет
CH4 + Cl2------- CH3Cl + HCl, A - хлорметан,
(1балл)
CH3Cl + 2Na + CH3Cl 2NaCl + CH3 - CH3, этан,
(1балл)
CH3 - CH3  H2 + CH2 = CH2
Б-этен(этилен),
(1балл)
CH2 = CH2 + H2O  CH3 – CH2 – OH В-этанол,
(1балл)
C2H5OH + CH3CH2COOH  CH3CH2COOC2H5 Г – этиловый эфир
пропановой кислоты (метилпропионат),
(1балл)
(5 баллов)
Задача 4.
Ni
C2H4 + H2  C2H6
Исходная смесь:
Xл - C2H4
(1-Х)л C2H6
1л Н2
Смесь после реакции:
(1-Х + Х) л этана
(1 – Х) л водорода
Составляем алгебраическое уравнение:
(1-Х + Х) + (1 – Х) = 1,3
Отсюда:
Х = 0,7 л (этилена);
1-Х = 0,3 л (этана);
(1балл)
(1балл)
(1балл)
(1балл)
(1балл)
(5 баллов)
8
Задача 5.
Уравнения реакций:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (1); Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2 (2)
(2балла)
Cu + HCl = реакция не идет, m(Cu) = 7,9г
M(Fe) - m(Zn) = 26,5 – 7?9 = 18,6 г
Определяем количество вещества водорода:
n = V/Vm; n(H2) = 6,72/22,4 = 0,3 моль;
(1балл)
Обозначим количества вещества железа и цинка соответственно Х моль и Y
моль. Тогда их массы равны (m = n*M): m(Fe) = 56X г; m(Zn) = 65Yг;
получаем уравнение (А): 56Х + 65Y = 18,6
(1балл)
Расчет по уравнениям реакций (1) и (2) дает:
n(H2)1 = x моль; n(H2)2 = Yмоль; получаем (Б): X + Y = 0,3
(1балл)
Решая систему уравнений А и Б получаем: Х = 0,1 моль, Y = 0,2 моль;
M(Fe) = 5,6 г; m(Zn) = 13 г;
(2балла)
Cостав смеси металлов: w (Fe) = 5,6/26,5 = 0,211 = 21,1%
W(Zn) = 13/26,5 = 0,491 = 49,1%; w(Cu) = 7,9/26,5 = 0,288 = 28,8% (1балл)
C раствором щелочи будет реагировать только цинк. Согласно уравнению:
Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2
(1балл)
По уравнению реакции:
n(H2) = n(Zn) = 0,2моль; V(H2) = 0,2*22,4 = 4,48 л
(1балл)
(10 баллов)
Максимальное количество баллов – 30
9
3кольная олимпиада по химии для учащихся 8 класса
2013-2014 учебный год
Задача 1.
Найдите соответствие между утверждениями и понятиями:
1. Водород - самый легкий газ
2. Железный гвоздь ржавеет во влажной
среде
3. Натрий входит в состав поваренной
соли
4. Молекула сероводорода состоит из
атомов серы и водорода
5. Вода превращается в пар при 100оС
6. H2SO4
7. Сера обозначается - S
8. Кислород – 16, водород – 1, сера - 32
9. Mr (H2O) =18
10. Из алюминия изготавливают фольгу
А. Относительная атомная масса
Б. Относительная молекулярная
масса
В. Химическое явление
Г. Физическое явление
Д. Химическая формула
Е. Химический знак
Ж. Массовая доля элемента
З. Физическое свойство
И. Химический элемент
К. Сложное вещество
Л. Простое вещество
(10 баллов)
Задача 2.
Силикатный клей для бумаги содержит силикат натрия Na2SiO3. Рассчитайте
массовую долю кислорода в составе силиката натрия и выразите ее в
процентах (ответ округлите с точностью до целых).
(2 балла)
Задача 3.
В химической лаборатории обнаружили смесь, состоящую из порошка серы,
сахарного песка, железных и медных опилок.
Предложите один из способов выделения в чистом виде компонентов смеси.
(5баллов)
Задача 4.
Рассчитайте массу 1,5 моль углекислого газа СО2. Какой объем займет это
количество вещества и сколько будет содержать молекул СО2 ?
(7 баллов)
Задача 5.
Запишите названия и символы не менее трех частиц (атомов или ионов),
расположение электронов у которых соответствует ряду чисел 2, 8, 8
(или 2, 8).
(5 баллов)
Максимальное количество баллов – 29
Школьная олимпиада по химии для учащихся 8 класса
2013-2014 учебный год
Решения задач.
Задача 1.
1-З, 2-В, 3-И, 4-К, 5-Г, 6-Д, 7-Е, 8-А, 9-Б, 10-Л.
Всего 10 баллов
Задача 2.
1. Mr(Na2SiO3) = 2*23+28+3*16 = 122 (1балл)
2. w(O) = 48 : 122 = 0,39, или 39% (1балл)
Всего 2 балла
Задача 3.
Железные опилки из смеси отделяем с помощью магнита. Оставшиеся
компоненты смеси обрабатываем водой, при этом медные опилки остаются
на дне сосуда, сахар растворяется, а порошок серы всплывает на поверхность
воды. Серу собираем с поверхности воды. Отделяем медные опилки
фильтрованием. Оставшийся раствор выпариваем и получаем сахар.
Всего 5 баллов.
Задача 4.
Дано: (1балл)
n(CO2)=1,5моль
m(CO2) - ?
V(CO2) - ?
N(CO2) - ?
Решение.
m=M*n; V=Vm*n; N=NA*n (1балл)
Mr(CO2) = 12+16*2 = 44
M(CO2) = 44г/моль
(1балл)
m(CO2) = 44г/моль*1,5моль = 66г (1балл)
V(CO2) = 22,4л/моль*1,5 моль = 33,6л (1балл)
NA= 6*1023 (1балл)
N(CO2) = 6*1023 *1,5 = 9*1023(молекул)
Всего 7 баллов.
Задача 5.
а) атом Aro, б) ион S2-, в) ион Cl-, г) ион K+ , д) ион Ca2+.
Всего 5 баллов.
Максимальное количество баллов – 29