9 класс (общее число баллов 45)

9 класс
(общее число баллов 45)
Задача 9-1. 34,4г смеси сульфата, нитрата и хлорида натрия растворили в
воде. После добавления к раствору избытка нитрата бария выпало 23,3г
осадка. Осадок отделили и к фильтрату прилили раствор нитрата серебра.
Масса выделившегося осадка составила 28,7г. Определите массовый состав
смеси.
(9 баллов)
Решение 9-1 .
баллы
3
Составлено уравнение реакции
Определено количество вещества и масса
х1 = 0,1 моль Na2SO4
m= 14,2г
1
3
x2 = 0,2 моль NaСl
m= 11,7г
m (NaNO3)=34,4 – 14,2 - 11,7 = 8,5г
1
1
Сумма 9
баллов
Задача 9-2. Вычислите массовые доли веществ в растворе, получившемся
при взаимодействии 8%-ного раствора хлорида бария объёмом 118,2 мл с
8%-ным раствором сульфата натрия объёмом 129,1 мл (плотность растворов
примите равной 1,1 г/мл).
(10 баллов)
Решение 9-2.
Написана реакция Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl
Рассчитаны массы исходных растворов:
Масса исходного раствора сульфата натрия: 129,1 (мл)1,1
баллы
1
1
(г/мл) = 142 (г).
Масса исходного раствора хлорида бария: 118,2 (мл)1,1
(г/мл) = 130 (г).
Масса сульфата натрия в исходном растворе: 142 (г)0,08 =
11,36 (г).
Масса хлорида бария в исходном растворе: 130 (г)0,08 =
10,40 (г).
Число молей сульфата натрия в исходном растворе: 11,36
(г):142 (г/моль) = 0,08 (моль).
Число молей хлорида бария в исходном растворе: 10,40
(г):208 (г/моль) = 0,05 (моль).
Сульфат натрия взят в избытке, поэтому расчет массы осадка
ведется по хлориду бария: (BaSO4) = (BaCl2) = 0,05 (моль).
Масса выпавшего сульфата бария: 233 (г/моль)0,05 (моль) =
11,65 (г)
Масса образовавшегося хлорида натрия: (NaCl) = 2(BaCl2)
= 0,1 (моль); m(NaCl) = 58,5 (г/моль)0,1 (моль) = 5,85 (г).
Масса не вступившего в реакцию сульфата натрия: (Na2SO4,
ост) = 0,080,05 = 0,03 (моль); m(Na2SO4, ост) = 142
(г/моль)0,03 (моль) = 4,26 (г).
Масса раствора после реакции: m(р-ра Na2SO4) + m(р-ра
BaCl2)  m(BaSO4) = 142 + 130  11,65 = 260,35 (г).
Массовые доли растворенных веществ:
(NaCl) = 5,85:260,35 = 0,0225 или 2,25%,
(Na2SO4) = 4,26:260,35 = 0,0164 или 1,64%.
1
1
1
1
1
1
2
Сумма
баллов 10
Задача 9-3.
Раствор гидроксида бария называют баритовой водой и применяют для
определения углекислого газа. При пропускании углекислого газа через
раствор гидроксида бария наблюдают образование осадка.
1. Напишите уравнение реакции
2. Укажите цвет осадка
3. Рассчитайте количество ионов бария и гидроксид-ионов (в штуках)
находящихся в 200 г 5 % раствора гидроксида бария
4. Рассчитайте, сколько грамм осадка образуется, если через 200 г 5%
раствора пропустить 2,5 л углекислого газа.
(8 баллов)
Решение 9-3.
Bа(ОН)2 + СО2 = BаСО3 + Н2О
Осадок белого цвета
баллы
1
1
Определена масса Bа(ОН)2 m=0,05200=10г
Рассчитано количество вещества n=10:171=0,058 моль
N(Ba2+)=0,05861023=3,481022 штук
N(ОН-)=20,05861023=6,961022 штук
Рассчитана масса BаСО3 m=0,058197=11,4 г
2
3
1
Сумма 8
баллов
Задача 9-4.
В промышленности для получения ряда металлов из их оксидов применяют
термитную смесь (термит) - порошкообразную смесь алюминия с оксидами
различных металлов (обычно железа). При воспламенении эта смесь горит с
выделением большого количества тепла (температура горения 2300—
2700°С).
1. Как называется этот метод получения металлов? Назовите 3 металла,
которые можно получить этим способом, напишите уравнения реакций.
2. Рассчитайте количество выделившегося тепла, если в реакцию вступило
2,7 г алюминия: 2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3 + 857,82 кДж. (6 баллов).
Решение 9-4
баллы
Алюмотермия (алюминотермия). Алюмотермией можно получить
только те металлы, у которых теплоты образования оксидов
существенно меньше теплоты образования Аl2O3 (а для металлов,
расположенных правее алюминия в ряду напряжений, так и есть)
2Al + Cr2O3 → 2Cr + Al2O3;
4Al + 3MnO2 → 3Mn + 2Al2O3;
2Al + 3ZnO → 3Zn + Al2O3
Рассчитано количество вещества алюминия n=2,7:27=0,1
моль
Рассчитано количество тепла: 2 моль дают 857,82 кДж, а 0,1 моль
Х= 857,82:20,1=42,891 кДж.
1
3
1
1
Сумма 6
баллов
Задача 9-5. В четырех пробирках без этикеток находятся растворы сульфата
натрия, карбоната натрия, хлорида бария и серная кислота. Как, не используя
других реактивов, определить в какой пробирке находится каждое из
веществ? Наблюдения оформите в виде таблицы. Приведите выводы и
уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.
(12
баллов)
Решение 9-5.
Содержание верного ответ и указания по оцениванию
баллы
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его
смысла)
Результаты, полученные при попарном смешивании растворов,
приведены в таблице:
Вещества
Na2SO4
Na2CO3
BaCl2
H2SO4
Na2SO4
BaSO4



бел
Na2CO3
BaСO3
СО2


3
бел
BaCl2
BaSO4
BaСO3 бел
BaSO4

бел
бел
H2SO4
СО2
BaSO4


бел
Следовательно,
1) в пробирке, раствор из которой дает один белый осадок,
содержится Na2SО4;
2) в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и газ,
содержится Na2СО3;
3) в пробирке, раствор из которой дает три белых осадка,
содержится BaCl2;
4) в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и газ,
содержится H2SO4.
Уравнения протекающих реакций:
1) Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl
2Na+ + SO42 + Ba2+ + 2Cl = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl
SO42 + Ba2+ = BaSO4
2) Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3 + 2NaCl
2Na+ + CO32 + Ba2+ + 2Cl = BaCO3 + 2Na+ + 2Cl
CO32 + Ba2+ = BaCO3
3) Na2CO3 + 2AgNO3 = Ag2CO3 + 2NaNO3
2Na+ + CO32 + 2Ag+ + 2NO3 = Ag2CO3 + 2Na+ + 2NO3
CO32 + 2Ag+ = Ag2CO3
4) Na2CO3 + H2SO4= Na2SO4 + CO2 + H2O
2Na+ + CO32 + 2H+ + SO42 = 2Na+ + SO42 + CO2 + H2O
CO32 + 2H+ = CO2 + H2O
5) BaCO3 + H2SO4= BaSO4 + CO2 + H2O
BaCO3 + 2H+ + SO42 = BaSO4 + CO2 + H2O
4
5
Сумма
12
баллов
10 класс
(общее число баллов 45)
Задача-10-1. Дана схема реакций
В левом треугольнике все реакции протекают без изменения степеней
окисления, в правом – все реакции окислительно-восстановительные.
Определите неизвестные вещества и напишите уравнения реакций.
(8 баллов )
Решение 10-1.
1. BaO + CO2 = BaCO3
2. BaO + H2O = Ba(OH)2
3. Ba(OH)2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2NaOH
4. BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + H2CO3 (CO2 + H2O)
5. Ba(NO3)2 + FeSO4 = BaSO4 + Fe(NO3)2
6. 4Fe(NO3)2 = 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
7. Fe(NO3)2 + 2H2O (‘электролиз)= Fe +2HNO3 + O2 + H2 (или без учета
одновременного восстановления H+ :
2Fe(NO3)2 + 2H2O (электролиз)= 2Fe +4HNO3 + O2 правильным считать оба
варианта
8. Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
За каждую реакцию по 1 баллу. Сумма 8 баллов.
Задача 10-2. В 200 мл раствора гидроксида натрия ( = 20%;  = 1,22 г/мл)
растворили 4,6 г металлического натрия. Какова концентрация
образовавшегося раствора? Какой максимальный объем углекислого газа
способен поглотить полученный раствор при комнатной температуре (t o =
20oC; P = 1 атм)?
( 10 баллов )
Решение 10-2.
баллы
При растворении Na идет реакция 2Na + 2Н2О  2NaOH +
H2 и
(NaOH) = ( Nа) = 4,6 / 23 = 0,2 моль.
Общая масса NaOH в конечном растворе равна
0,2  40 + 200  1,22 0,2 = 56,8 г
Масса конечного раствора равна
m(исх.р-р) + m(Na) - m(H2) = 200  1,22 + 4.6 - 2  0,1 =
248,4 г
тогда (NaOH) = 56,8 / 248,4 = 22,87 %
При поглощении углекислого газа раствором щелочи могут
идти реакции:
NaOH + СО2  NaHСО3
(1)
2NaOH + СО2  Na2СО3 + Н2О (2)
и максимальный объем поглощенного СО2 соответствует
реакции (1):
V(CО2) = RT / Р = ((56,8 /40)  0,082 (273 + 20)) /1 = 34,1 л
Или V(CО2) = RT / Р = ((56,8 /40)  8,314 (273 + 20)) /101,3
= 34,1 л
1
1
2
2
1
2
1
Сумма 10
баллов
Задание 10-3. В состав органического вещества Х входят элементы углерод,
водород, хлор. При полном сгорании 0,500 г этого вещества было получено
347,2 мл углекислого газа (н.у.). Анализ на хлор показал, что в 0,667 г
вещества Х содержится 0,367г хлора. Относительная плотность этого
вещества по неону равна 3,225.
1. Определите формулу вещества Х.
2. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить
превращения согласно схеме:
AlCl3
Ci 2 ,свет
Na
2 , свет
A 

 Х 
B 
 Д 
 Е
Cl
3. Назовите вещества А, В, Д, Е.
(10 баллов)
Решение 10-3.
баллы
Указан состав: C x H y Cl z .
Исходя из данных по сгоранию вещества Х, найдена
углерода:
масса 1
т(С )  0,3472 л : 22,4 л / моль  12г / моль  0,186г.
Рассчитаны массовые доли элементов в формуле
2
 (С )  0,186г : 0,500г  0,3720 или 37,20%
 (Сl )  0,367 г : 0,667 г  0,5502 или 55,02%
 ( H )  1  (0,3720  0,5502)  0,0778 или 7,78%
Рассчитано количество каждого элемента в 100 г C x H y Cl z :
2
n(С )  37,2 : 12  3,10 моль
п( Н )  7,78 : 1  7,78 моль
п(Cl )  55,02 : 35,5  1,55 моль
х : y : z  3,10 : 7,78 : 1,55  2 : 5 : 1
Определена и названа формула вещества
Отсюда формула вещества Х: C2 H 5Cl , хлорэтан.
1
M ( X )  DHe  M ( He )  3,225  20г / моль  64,5г / моль
М (C 2 H 5 Cl )  64,5г / моль
Записано уравнение реакции и название вещества А
C2 H 5 Cl  Cl2  C2 H 4 Cl2  HCl А – дихлорэтан
Записано уравнение реакции и название вещества В
1
1
2C2 H 5 Cl  2 Na  CH 3CH 2 CH 2 CH 3  2 NaCl
В – н-бутан
Записано уравнение реакции и название вещества Д
1
CH 3CH 2 CH 2 CH 3  CH 3CH (CH 3 )CH 3
Д-изобутан
Записано уравнение реакции и название вещества Е
1
CH 3CH (CH 3 )CH 3  Cl2  CH 3CCl(CH 3 )CH 3  HCl
Е – 2-метил-2 –хлорпропан
Сумма 10
баллов
Задача 10-4 Определить массу осадка, полученного при сливании растворов,
содержащих 0,2 моль сульфата цинка и 0,45 моль гидроксида натрия.
(7 баллов)
Решение 10-4
Составлено уравнение реакции ZnSO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 1
Zn(OH)2
Установлено, что NaOH в избытке(0,45 – 0,4) = 0,05 моль, т.к. по 1
уравнению 1:2 = 0,2:у, у = 0,4 моль, а взято 0,45 моль NaOH
Zn(OH)2 образовалось – 0,2 моль и часть его растворится в 1
избытке щелочи
3
выпало в осадок (0,2 – 0,025) = 0,175 моль
m(Zn(OH)2)= 99•0,175 = 17,325г
1
Сумма 7
баллов
Задача 10-5. В четырех пробирках без этикеток находятся растворы
сульфида натрия, карбоната натрия, нитрата серебра и соляная кислота. Как,
не используя других реактивов, определить в какой пробирке находится
каждое из веществ? Приведите уравнения соответствующих реакций в
молекулярном и ионном виде. (10 баллов).
Решение 10-5.
Содержание верного ответ и указания по оцениванию
Баллы
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его
смысла)
Результаты, полученные при попарном смешивании растворов,
приведены в таблице:
Вещества
Na2S
Na2CO3
AgNO3
HCl
Na2S
Ag2S
H2S


черн
3
Na2CO3
Ag2CO3
СО2


бел
AgNO3
Ag2S
Ag2CO3
AgCl

черн
бел
бел
HCl
H2S
СО2
AgCl бел

Следовательно,
1) в пробирке, раствор из которой дает черный осадок и газ с
запахом, содержится Na2S;
2) в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и газ
без запаха, содержится Na2СО3;
2
3) в пробирке, раствор из которой дает два белых и один
черный осадок, содержится AgNO3;
в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и два газа,
содержится HCl.
Уравнения протекающих реакций:
5
1) Na2S + 2AgNO3 = Ag2S + 2NaNO3
2Na+ + S2 + 2Ag+ + 2NO3 = Ag2S + 2Na+ + 2NO3
S2 + 2Ag+ = Ag2S
2) Na2S + 2HCl = H2S + 2NaCl
2Na+ + S2 + 2H+ + 2Cl = H2S + 2Na+ + 2Cl
S2 + 2H+ = H2S
3) Na2CO3 + 2AgNO3 = Ag2CO3 + 2NaNO3
2Na+ + CO32 + 2Ag+ + 2NO3 = Ag2CO3 + 2Na+ + 2NO3
CO32 + 2Ag+ = Ag2CO3
4) Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
2Na+ + CO32 + 2H+ + 2Cl = 2Na+ + 2Cl + CO2 + H2O
CO32 + 2H+ = CO2 + H2O
5) AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
Ag+ + NO3 + H+ + Cl = AgCl + H+ + NO3
Ag+ + Cl = AgCl
Сумма
10
баллов
11 класс
(общее число баллов 55)
Задача-11-1. Осуществите превращения метан  пара-нитротолуол,
используя только неорганические реагенты, метан и полученные на
предыдущих стадиях органические соединения. Укажите условия протекания
и названия реакций.
(5 баллов)
Решение 11-1.
о
Высокотемпературный (1500 С) крекинг метана:
2СН4 = С2Н2 + 3Н2
Галогенирование метана по свободнорадикальному
механизму: СН4+Cl2=СН3Cl +HCl
баллы
2
(h) 2
Тримеризация ацетилена над активированным углем при 600 оС: 2
3С2Н2 = С6Н6
Реакция Фриделя-Крафтса (катализатор AlCl3): С6Н6+ СН3Cl = 2
С6Н5СН3 + НCl
Нитрование в присутствии серной кислоты:
2
2С6Н5СН3 + 2НNO3 = о-СН3-С6Н4-NO2 + п-СН3-С6Н4-NO2 + 2Н2О
Сумма 10
баллов
1)
Задание 11-2. В состав органического вещества Х входят элементы углерод,
водород, хлор. При полном сгорании 0,500 г этого вещества было получено
347,2 мл углекислого газа (н.у.). Анализ на хлор показал, что в 0,667 г
вещества Х содержится 0,367г хлора. Относительная плотность этого
вещества по неону равна 3,225.
4. Определите формулу вещества Х.
5. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить
превращения согласно схеме:
AlCl3
Ci 2 ,свет
Na
2 , свет
A 

 Х 
B 
 Д 
 Е
Cl
6. Назовите вещества А, В, Д, Е.
(10 баллов)
Решение 11-2.
баллы
Указан состав: C x H y Cl z .
Исходя из данных по сгоранию вещества Х, найдена масса
углерода:
т(С )  0,3472 л : 22,4 л / моль  12г / моль  0,186г.
1
Рассчитаны массовые доли элементов в формуле
 (С )  0,186г : 0,500г  0,3720 или 37,20%
 (Сl )  0,367 г : 0,667 г  0,5502 или 55,02%
2
 ( H )  1  (0,3720  0,5502)  0,0778 или 7,78%
Рассчитано количество каждого элемента в 100 г C x H y Cl z :
n(С )  37,2 : 12  3,10 моль
п( Н )  7,78 : 1  7,78 моль
п(Cl )  55,02 : 35,5  1,55 моль
х : y : z  3,10 : 7,78 : 1,55  2 : 5 : 1
Определена и названа формула вещества
Отсюда формула вещества Х: C2 H 5Cl , хлорэтан.
M ( X )  DHe  M ( He )  3,225  20г / моль  64,5г / моль
2
1
М (C 2 H 5 Cl )  64,5г / моль
Записано уравнение реакции и название вещества А (свет)
C2 H 5 Cl  Cl2  C2 H 4 Cl2  HCl А – дихлорэтан
Записано уравнение реакции и название вещества В (to)
1
1
2C2 H 5 Cl  2 Na  CH 3CH 2 CH 2 CH 3  2 NaCl
В – н-бутан
Записано уравнение реакции и название вещества Д (100оС,
AlCl3)
CH 3CH 2 CH 2 CH 3  CH 3CH (CH 3 )CH 3
1
Д-изобутан
Записано уравнение реакции и название вещества Е (свет)
CH 3CH (CH 3 )CH 3  Cl2  CH 3CCl(CH 3 )CH 3  HCl
1
Е – 2-метил-2 –хлорпропан
Сумма 10
баллов
Задача 11-3. Смесь 2-метилпропанола-1, бутанола-2, 2-метилпропанола-2
массой 3,7г окислили оксидом меди (II). Продукты окисления обработали
аммиачным раствором оксида серебра, при этом образовалось 5,4г серебра.
Вычислите массовую долю 2-метилпропанола -1 в смеси.
(10 баллов)
Решение 11-3.
баллы
3
Приведены структурные формулы
Окислению подвергается только соединение 1 и 2
3
1
n(Ag)=
5,4 г
108г / моль
= 0,05 моль (по уравнению реакции)
n(2-метилпропаналя) = 0,025 моль
n(2-метилпропанола-1)=0,025 моль
m(2-метилпропанола-1)=0,025моль  74 г/моль = 1,85г
%(2-метилпропанола-1) =
1,85г
 100% = 50%
3,7 г
2
1
Сумма 10
баллов
Задача 11-4. Через 250 мл раствора ацетата серебра пропустили избыток
водорода до полного выпадения осадка. После отделения осадка рН раствора
стал равен 4. Определите молярную концентрацию соли в исходном
растворе. Определите степень диссоциации уксусной кислоты в полученном
растворе. Определите сколько миллиграмм серебра выделилось. Константа
диссоциации уксусной кислоты равна 1.74·10–5.
(7 баллов)
Решение 11-4.
баллы
Уравнение реакции:
2CH3COOAg + H2 → 2CH3COOH + 2Ag↓.
По условию, рН = 4, отсюда равновесная концентрация
ионов Н+ составляет
[H+] = 10–pH = 10–4 моль/л.
1
1
Обозначим молярную концентрацию образовавшейся кислоты
как с
Кдис =
[H  ][CH 3COO ]
[H  ]2

,
[CH 3COOH]
c  [H  ]
1.74·10–5 =
Отсюда
10 8
.
c  10  4
3
с = 6.75·10–4 моль/л.
Степень диссоциации α= 110-4:6,7510-4=0,15 или 15%.
Количество моль соли и серебра равны.
Масса серебра равна m= CVMAg=6.75·10–40,25108=0,018г или
18 мг.
1
1
Сумма
баллов
7
Задача 11-5. Твердый гидроксид калия массой 22.4 г оставили на воздухе.
Через некоторое время он превратился во влажное вещество массой 26.0 г.
Его растворили в воде и поделили раствор на две равные части. При
добавлении избытка хлорида кальция к первому раствору выпал осадок
массой 1.5 г. Определите состав влажного вещества (в массовых процентах).
Как из второго раствора получить раствор чистого гидроксида калия?
(10 баллов)
Решение 11-5.
баллы
КOH поглощает из воздуха H2O и CO2:
2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O.
Таким образом, влажное вещество – это смесь KOH, K2CO3 и
воды.
Именно карбонат калия дает осадок с хлоридом кальция
K2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2KCl.
1
1
Из половины исходной смеси получено
(CaCO3) = 1.5 / 100 = 0.015 моль
В состав влажного вещества входят:
1) Карбонат калия:
(K2CO3) = 2  0.015 = 0.03 моль.
m(K2CO3) = 0.03  138 = 4.14 г.
(K2CO3) = 4.14 / 26.0 = 0.159 (15.9%).
2) Гидроксид калия. В реакцию с 0.03 моль
CO2 вступило 0.06 моль KOH. В смеси осталось:
m(KOH) = 22.4 – 0.06  56 = 19.04 г.
(KOH) = 19.04 / 26.0 = 0.732 (73.2%).
3) Вода
(H2O) = 100 – 15.9 – 73.2 = 10.9%.
Для того, чтобы избавиться от карбоната калия, к раствору надо
добавить гидроксид бария:
K2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + 2KOH.
1
3
2
1
1
Сумма 10
баллов
Задача 11-6. В четыре открытых стакана с водными растворами питьевой
соды, железного купороса, цинкового купороса и кислого сернокислого
аммония опустили по кусочку металлического натрия. Какие процессы будут
протекать в каждом их этих стаканов? Запишите уравнения реакций.
(8 баллов)
Решение 11-6.
Содержание верного ответ и указания по оцениванию
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его
смысла)
1. Во всех стаканах происходит выделение водорода
2Na + 2H2O →2NaOH + H2↑
2. В стакане с питьевой содой – образуется средняя соль:
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
3. В стакане с железным купоросом выпадет серо-зеленовытый
осадок, который будет приобретать бурую окраску за счет
окисления кислородом воздуха:
FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4;
2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O →2 Fe(OH)3 ↓
4. В стакане с цинковым купоросом выпадет осадок гидроксида
цинка, который растворится в избытке щелочи:
ZnSO4 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + Na2SO4;
Zn(OH)2↓ + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]
5. В стакане с сернокислым аммонием – образование средних солей
с последующим выделением аммиака:
2NH4HSO4 + 2NaOH → (NH4)2SO4 + Na2SO4 + 2H2O;
(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O
Максимальный балл
Баллы
1
1
1
1
1
1
1
1
8