Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии

При подготовке заданий муниципального этапа были использованы следующие источники информации:

Сорокин В.В., Загорский В.В., Свитанько И.В. Задачи химических олимпиад:

http://www.chem.msu.su/rus/school/sorokin/welcome.html Примеры заданий с решениями:

http://www.chem.msu.su/rus/olimpiad/59/theor09.html

http://iumka.ru/himiya/olimpiada/item/10536/

http://him.1september.ru/view_article.php?ID=200802102. Методические основы подготовки к олимпиадам по химии

http://lib.repetitors.eu/himiya/159-2010-07-16-04-14-33/2033

8 класс 2015 год

ЗАДАНИЯ С РЕШЕНИЯМИ

Задача 8-1. Химический элемент X обнаружен на Солнце и в метеоритах, менее 1% Х содержится в минеральных породах на территории всех стран. Его кристаллы построены так же, как кристаллы алмаза и почти такие же хрупкие, как стекло, а его слиток стоит примерно столько же, сколько золотой. X образует с хлором соединение A, в котором 66,17% хлора. Молекулярное соединение A получают при «сгорании» элемента X в хлоре. Оксид B с такой же степенью окисления получают при сильном нагревании элемента X в атмосфере кислорода. При обработке оксида B концентрированным раствором соляной кислоты получают соединение A.

1) Определите элемент Х

2) Сколько электронов у атома элемента X на внешнем слое?

3) Сколько нейтронов в атоме элемента X?

4) Выведите формулу А и рассчитайте его молярную массу.

5) Опишите строение молекулы А. Объясните это строение с точки зрения теории химической связи.

6) Напишите уравнения реакций:– X + Cl₂ →

X + O₂ →

7) Напишите уравнение обработки оксида B концентрированным раствором соляной кислоты

8) Заполните пропуски в цитате: «... этот еще не открытый элемент должен был стать своеобразным «замком», связывающим два типичных неметалла - ... с двумя типичными металлами - ...» ... ». Чья это цитата?

Решение:

№ вопросов	Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)	баллы
1	"кристаллы построены так же как и кристаллы алмаза" - значит, то же число валентных электронов, т.е. находится в 4 гр. гл. подгруппе. Значит, формула высшего хлорида ХСl4.	1 б
2	у атома элемента на внешнем слое 4 электрона	1 б
3	нейтронов в атоме элемента – 73-32=41 (для изотопа 73Ge)	1б
4	Масса хлора в 100 г хлорида = 66,17 г Атомная масса неизвестного элемента =Х Формула высшего хлорида ХСl4 Молярная масса хлорида М = Х + 4 ∙ 35,5 в 100 г - 66,17 г хлора в М - 4 ∙ 35,45 г хлора найдем М =214,599; ⇒Аr=72,5; ⇒Х=Ge (германий), формула А – GeCl4; М =214,4 (214,3)	2б
5	Так как А – молекулярное соединение, подобное соединению углерода, то связь ковалентная полярная пространственная форма - тетраэдр	1 б 2 б
6	Ge + 2Cl2→ GeCl4 Ge + O2 →GeO2	1б 1б
7	GeO2 +4 HCl → GeCl4 +2H2O	1 б
8	«... этот еще не открытый элемент должен был стать своеобразным «замком», связывающим два типичных неметалла – углерод и кремний с двумя типичными металлами – олово и свинец ». Д.И.Менделеев	1 б
	Всего	12 б

Задача 8-2. «Чист ли воздух?»

Воздух, загрязненный сероводородом, в течение пяти часов пропускали со скоростью 10 л/с через концентрированный раствор гидроксида натрия, а потом добавили к этому раствору йодную воду до ее обесцвечивания. Выпавший желтый осадок взвесили и установили, что его масса составляет 0,32г. 

1. Напишите уравнения реакций сероводорода с гидроксидом натрия, полученного раствора с настойкой иода.

2. Рассчитайте количество и массу сероводорода, учитывая массу выпавшего желтого осадка.

3. Соответствует ли анализируемый воздух санитарным нормам, если предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДК_СС) сероводорода в воздухе на уровне 0,008 мг/м³?

4. Какой вывод можно сделать по полученным данным?

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)	Баллы
1) Составим уравнения реакции: Н2S + 2NaOH  = Na2S  + 2H2O Na2S + J2 = S↓ + 2NaJ	1б 1б
2) Найдем количество вещества серы: n(S) =0,32г : 32г/моль = 0,01моль	1б
n(S) = n(Na2S) = n(H2S) = 0,01моль; m(Н2S) = 0,01г х 34г/моль = 0,34г.	1б 1б
3) Найдем объем воздуха, пропущенного через раствор NaOH: V(воздуха) = 10л/с х 3600 с/ч х 5ч = 180м3. Для сравнения полученных данных со значением ПДКСС необходимо перевести их в одинаковую размерность: m(H2S) : V(воздуха) =0,34 х 1000(мг) : 180(м3) = 1,89мг/м3; ⇒нет;	2б 2б
4) Вывод: 1,89мг/м3 > 0,008мг/м3, что значительно выше санитарной нормы, анализируемый воздух является опасным для окружающих.	1б
Максимальный балл	10

Задача 8-3. Напишите формулы соединений, названия которых приведены ниже. Все они состоят из двух элементов, один из которых – водород. Если затрудняетесь, напишите хотя бы символ второго элемента, входящего в состав каждого из них.

1. Бромистый водород

2. Сероводород

3. Герман

4. Фосфин

5. Гидрид кальция

6. Силан

7. Арсин

8. Станнан

9. Метан

10. Диборан

Решение:

1) HBr; 2) H₂S; 3) GeH_4; 4) PH₃; 5) CaH₂; 6) SiH₄; 7) AsH₃; 8) SnH₄; 9) CH₄; 10) B₂H₆

За правильную формулу 1 балл; если верно определен только элемент, то 0,5 балла.

Всего максимум 10 баллов.

Задача 8-4. Одним из способов записи концентрации растворов является моляльность, выражающаяся в моль/кг. Раствор с моляльностью 1 моль/кг содержит 1 моль растворенного вещества на 1 кг растворителя.

1. Чему равна моляльность раствора, приготовленного из 10 г бромтимолового синего (формула C₂₇H₂₈Br₂O₅S) и 1,00 л этанола (растворитель, его плотность 797,9 г/л)?

2. Моляльность раствора, приготовленного из той же массы бромтимолового синего и того же объема воды, во много раз ниже. Как это можно объяснить?

Решение:

Отсюда моляльность раствора равна:

2. Бромтимоловый синий плохо растворим в воде, и такое его количество растворится лишь частично. (3 балла) (Если ответ связан с отличиями плотности или молярной массы этанола и воды, 1 балл).

Всего максимум 8 баллов.

Задача 8-5. В 2069 году все химические элементы были переименованы в честь покемонов. Ниже приведены две вырезанные из школьного учебника части новой периодической таблицы.

Pc Пичовий

Pk Пикачовий

Rc Райчовий

Jo Джолтичий

El Электрайкий

Ma Манектричий

В учебнике можно найти следующие уравнения реакций:

Jo₂PkPc₄ + 2MaPcJo = Ma₂PkPc₄ + 2Jo₂Pc

2Jo₂Pk + PkPc₂ = 3Pk + 2Jo₂Pc

RcPk₂ + 3Pc₂ = 2PkPc₂ + RcPc₂

Определите, какое название пока носит каждый из элементов. Ответ приведите в виде двух фрагментов современной таблицы. Восстановите уравнения реакций.

Решение: По 0,5 балла за каждый верно определенный элемент (название либо символ).

Реакции имеют вид:

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O (1б)

2H₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O (1б)

SeS₂ + 3O₂ = SeO₂ + 2SO₂ (2б)

H

Li

Na

O

S

Se

Всего максимум 7 баллов.