- •Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
- •Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
- •9 Класс 2015 год
- •1, 2 Реакции по 1,5 балла; 3, 4, 5 реакции по 2 балла.
- •Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
- •10 Класс 2015 год
- •Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
- •11 Класс 2015 год
1, 2 Реакции по 1,5 балла; 3, 4, 5 реакции по 2 балла.
Всего максимум 9 баллов.
Задача 9-5. На экспериментальном туре олимпиады по химии участникам было выдано 7 неподписанных пробирок, в каждой из которых находился бесцветный водный раствор одного из следующих веществ: ZnCl2, Mg(NO3)2, Al2(SO4)3, NaOH, K3PO4, AgNO3, BaCl2. При этом ни в каких двух пробирках нет одинаковых веществ.
При попарном смешении растворов из пробирок 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5, 5 и 6, 6 и 7 видимых изменений не наблюдалось. При смешении растворов из пробирок 7 и 1 выпал осадок. При добавлении небольшого количества водного раствора аммиака помутнение или выпадение осадка наблюдалось во всех пробирках, кроме 1, 2 и 3.
1. Определите, какое вещество находились в каждой из пробирок.
2. Напишите уравнения осуществленных реакций.
3. Для растворов из каких пробирок осадки, выпавшие при добавлении раствора аммиака, растворятся в его избытке?
Решение:
Так как при действии небольшого количества аммиака осадок не выпал только в пробирках 1, 2 и 3, то в этих пробирках находятся K3PO4, NaOH и BaCl2. Далее, каждое вещество не должно давать осадка с двумя соседними номерами, кроме пробирок 1 и 7. Из этого условия ясно, что в пробирке №7 находится AgNO3. Нитрат серебра не дает осадка с только с Mg(NO3)2, который находится под цифрой 6. Фосфат калия и хлорид бария не дают осадка с NaOH, но дают осадок между собой, значит, NaOH находится в пробирке 2. ZnCl2 и Al2(SO4)3 находятся в пробирках 4 и 5. Фосфат калия дает осадок с обоими из них, а BaCl2 – только с сульфатом алюминия. Значит, в пробирке 1 – K3PO4, в пробирке 3 – BaCl2, ZnCl2 – в пробирке 4, а Al2(SO4)3 – в пробирке 5.
1 – K3PO4
2 – NaOH
3 – BaCl2
4 – ZnCl2
5 – Al2(SO4)3
6 – Mg(NO3)2
7 – AgNO3
За каждое верно определенное вещество по 1 баллу, всего 7 баллов.
2. 3AgNO3 + K3PO4 = Ag3PO4 + 3KNO3 (1 балл)
ZnCl2 + 2NH4OH = Zn(OH)2 + 2NH4Cl (0,5 балла)
Al2(SO4)3 + 6NH4OH = 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4 (0,5 балла)
Mg(NO3)2 + 2NH4OH = Mg(OH)2 + 2NH4NO3 (0,5 балла)
2AgNO3 + 2NH4OH = Ag2O + 2NH4NO3 + H2O (0,5 балла)
3. 4 и 7 – серебро и цинк образуют растворимые аммиачные комплексы.
За указание на пробирки с AgNO3 и ZnCl2 по 0,5 балла, всего 1 балл.
Всего максимум 11 баллов.
Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
10 Класс 2015 год
ЗАДАНИЯ С РЕШЕНИЯМИ
Задача 10--1. Теплота образования химического соединения – это тепловой эффект химической реакции образования 1 моль этого вещества из простых веществ, взятых в наиболее устойчивом состоянии при давлении 1,01•105 Па и температуре 25°С.
1. Исходя из этого определения, напишите термохимические уравнения реакций, тепловой эффект которых будет равен теплоте образования газообразного аммиака [Qобр (NH3 (г.))], углекислого газа [Qобр (CO2 (г.))], жидкой воды [Qобр (H2O (ж.))] и мочевины [Qобр (NH2–CO–NH2 (тв.))].
2. На основании этих уравнений выведите формулу расчета Qx реакции (Х):
NH3 (г.) + CO2 (г.) —> (NH2)2CO (тв.) + H2O (ж.) + Qx, (Х)
через теплоты образования участвующих в реакции веществ.
3. Следствием из какого закона является выведенная вами формула?
4. Рассчитайте тепловой эффект реакции (Х), исходя из данных таблицы:
Вещество |
NH3 (г.) |
(NH2)2CO (тв.) |
СО2 (г.) |
H2O (ж.) |
Qобр, кДж/моль |
46,2 |
333,2 |
393,5 |
285,8 |
5. Какое количество теплоты выделится при образовании мочевины (уравнение Х), если исходные объемы аммиака и углекислого газа (н.у.) равны соответственно 8,96 и 17,38 л? Выход в реакции считать за 100%.
Решение:
№ вопросов |
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) |
баллы |
1 |
Запишем термохимические уравнения, тепловые эффекты которых равны соответствующим теплотам образования: 1,5H2 (г.) + 0,5N2 (г.) = NH3 (г.) + Qобр (NH3 (г.)), (1) С (гр.) + О2 (г.) = СО2 (г.) + Qобр (CO2 (г.)), (2) N2 (г.) + 2H2 (г.) + С (гр.) + 0,5O2 (г.) = (NH2)2CO (тв.) + Qобр (NH2–CO–NH2 (тв.)), (3) H2 (г.) + 0,5O2 (г.) = H2O (ж.) + Qобр (H2O (ж.)). (4) |
1б
1б
1б
1б |
2 |
Термохимическое уравнение, тепловой эффект которого надо определить: 2NH3 (г.) + CO2 (г.) = (NH2)2CO (тв.) + H2O (ж.) + Qx. (Х) Уравнение (Х) получим, сложив уравнения (3) и (4) и вычтя из этой суммы уравнение (2) и удвоенное уравнение (1):
Отсюда Qx = Qобр (NH2–CO–NH2 (тв.) + Qобр (H2O (ж.)) – Qобр (CO2 (г.)) – 2Qобр (NH3 (г.)). |
3б
|
3 |
Это следствие из закона Гесса (определение теплового эффекта реакции через теплоты образования участвующих в реакции веществ). |
1б |
4 |
Qx = 333,2 + 285,8 – 393,5 – 2•46,2 = 133,1 кДж. |
1б |
5 |
(NH3) = 8,96/22,4 = 0,4 моль; (CO2) = 17,38/22,4 = 0,77 моль. Очевидно, что CO2 дан в избытке, следовательно, расчет надо проводить исходя из количества аммиака. При взаимодействии веществ, данных в условии задачи, выделится
|
1 б
1б
1 б
|
|
Всего |
12 б |
Задача 10-2. “Азотносеребряная соль AgNO3, известная в практике под именем ляписа (lapis infernalis), получается растворением в азотной кислоте металлического серебра. Если для растворения взято нечистое серебро, то в растворе получается смесь азотномедной и азотносеребряной солей. Если такую смесь испарить досуха, а затем остаток осторожно сплавить до температуры начала каления, то вся азотномедная соль разлагается, а большинство азотносеребряной соли не изменяется. Обрабатывая сплавленную массу водой, извлекают эту последнюю...” (Д.И. Менделеев, “Основы химии”, т.2, стр.303–4, М.,Л., 1947)
1) Напишите уравнения реакций, происходящих при растворении “нечистого серебра” в конц. азотной кислоте и при прокаливании сухого остатка.
2) Определите содержание серебра (массовые доли в %), если для растворения было взято 2,000 г “нечистого серебра”, а масса остатка, полученного в результате прокаливания, составила 3,069 г
3) Определите массу осадка, образующегося при добавлении избытка раствора хлорида натрия к раствору 2,000 г “нечистого серебра” в азотной кислоте.
Решение:
№ вопросов |
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) |
баллы |
1 |
а) Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O б) Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O в) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2 |
1 б 1б 1б |
2 |
Масса серебра в исходном сплаве – х (г), тогда масса меди – (2–х) г. Количество серебра составляет: n Ag = x/108 (моль) и равно количеству образующегося нитрата серебра. Количество меди равно: n Cu = (2–x)/64 (моль) и равно количеству образующегося оксида меди. Тогда масса нитрата серебра равна: 170x/108 = 1,574x (г). Масса оксида меди составляет: 80(2–x)/64 = 2,5 – 1,25х (г). Общая масса сухого остатка после прокаливания равна: m(AgNO3) + m(CuO) = 1,574x + 2,5 –1,25x = 2,5 + 0,324x (г) По условию масса остатка после прокаливания равна 3,069 (г), тогда: 2,5+ 0,324x = 3,069 0,324x = 0,569 x = 1,756 (г) 1,756: 2 х 100%= 87, 8 (%) |
1 б
0,5б
0,5б 1б 1б
1б
1б 1б |
3 |
NaCl + AgNO3=AgCl + NaNO3 Масса хлорида серебра равна: 1,756 :108х143,5 =2,333 (г).
|
1б
1б |
|
Всего |
12 б |
Задача 10-3
Соль А является соединением металла Х, окрашивающем бесцветное пламя газовой горелки в желтый цвет. При нагревании до 300оС А разлагается с образованием хорошо растворимой в воде соли Б. Взаимодействие раствора гидроксида кальция с раствором соли Б или с раствором соли А приводит к выпадению осадка вещества В, которое разлагается при нагревании до 1000оС на газ Г (без запаха) и твердое вещество Д. Пропускание газа Г через раствор соли Б приводит к образованию А.
Определите вещества А-Д, напишите уравнения реакций.
Решение: |
Баллы |
В жёлтый цвет окрашивают пламя газовой горелки соединения натрия. Х — Na. |
0,5 балла |
В — соль кальция, тогда Г — кислотный газообразный оксид, например, СО2 или SO2. Подходит только СО2, т.к. SO2 имеет резкий запах. |
1 балл |
В — СаСО3, |
0,5 балла |
Д — СаО. |
0,5 балла |
Тогда Б — Na2CO3, |
0,5 балла |
а А — NaHCO3. |
1 балл |
Уравнения реакций: 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2 |
1 балл |
NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + NaOH + H2O |
2 балла |
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2NaOH |
1 балл |
CaCO3 = CaO + CO2 |
1 балл |
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 |
1 балл |
ИТОГО ЗА ЗАДАНИЕ |
10 БАЛЛОВ |
Задача 10-4
В 264 г раствора с массовой долей Hg2(NO3)2, равной 20 %, поместили железные опилки. Через некоторое время массовая доля нитрата ртути (I) в растворе стала равна 6 %.
1. Какая масса ртути получена в результате реакции?
2. Какова массовая доля нитрата железа в полученном растворе?
3. Какой объем заняли бы газообразные продукты разложения полученного нитрата железа, измеренный при температуре 80оС давлении 126 кПа?
Решение
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) |
Баллы |
Hg2(NO3)2 + Fe = Fe(NO3)2 + 2Hg↓ (1) |
1 |
M(Fe(NO3)2 = 180 г/моль; М(Hg) = 201 г/моль; M(Fe) = 56 г/моль; M(Hg2(NO3)2 = 526 г/моль. |
1 |
Найдем массу Hg2(NO3)2 в исходном растворе: m(Hg2(NO3)2) = 0,2·264 = 52,8 (г) |
1 |
Масса раствора в ходе реакции изменяется. Масса раствора увеличивается на массу железа, вступившего в реакцию, и уменьшается на массу ртути, выпадающей в осадок. Пусть Х г железа вступило в реакцию. Найдем массу полученной ртути по уравнению реакции (1): 56 г Fe – 2·201 г Hg X – m1 m1(Hg ) = 7,18X |
1 |
Масса полученного раствора: m(p-pа) = 264 + X – 7,18X = 264 – 6,18X (г) |
1 |
Найдем массу Hg2(NO3)2 в полученном растворе: m(Hg2(NO3)2 ) = 0,06·(264 – 6,18X) = 15,84 – 0,37X |
1 |
Найдем массу Hg2(NO3)2, которая вступила в реакцию: m(Hg2(NO3)2 ) = 52,8 – (15,84 – 0,37Х) = 36,96 + 0,37Х |
1 |
Найдем значение Х по уравнению реакции (1), решая пропорцию: 56 г Fe реагируют с 526 г Hg2(NO3)2 Х – (36,96 + 0,37Х) Х = 4,1; m(Fe) = 4,1 г. |
1 |
Масса полученной ртути равна 29,4 г (7,18 · 4,1) |
1 |
Масса полученного раствора равна 238,7 г (264 – 6,18 · 4,1) |
1 |
Найдем массу полученного нитрата железа(II): 56 г Fe – 180 г Fe(NO3)2 4,1 г – Х Х = 13,18; m(Fe(NO3)2) = 13,18 г. |
1 |
Найдем массовую долю нитрата железа(II) в полученном растворе: ω( Fe(NO3)2 ) = m( Fe(NO3)2 ) : m(p-pа) = 13,18: 238,7 = 0,055 (5,5 %) |
1 |
Запишем уравнение разложения нитрата железа (II) 4Fe(NO3)2 = 2Fe2O3 +8NO2 +O2 |
1 |
Рассчитаем количество вещества образовавшегося нитрата железа (II) и количества веществ газообразных продуктов: n(Fe(NO3)2) = 13,8/180= 0,0732 моль n(NO2) = 0,1464 моль n(О2) = 0,0183 моль |
2 |
n(общее газов) = 0,1647 моль Выразим значение объема из уравнения универсального газового закона рV=nRT: V= nRT/p произведём расчеты: V= 0,1647*8,31*353/ 126 = 3,83л |
2 |
Все элементы ответа записаны неверно |
0 |
Максимальный балл |
16 |
Задача 10-5
«Проведи мысленный анализ»
В склянках без этикеток находятся следующие вещества: сухие нитрат серебра, сульфид натрия, хлорид кальция; порошки серебра и алюминия, а также соляная и концентрированная азотная кислоты. В вашем распоряжении имеются вода, спиртовка и любое количество пробирок.
Составьте уравнения реакций и укажите признаки, по которым можно определить каждое из указанных веществ.
Количество баллов –10
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) |
Баллы |
1) AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3 Белый осадок |
1
|
2) CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2 Белый осадок |
1 |
3)Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑ Газ с запахом тухлых яиц |
1 |
4) 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ Бесцветный газ, без запаха |
1 |
5) Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2↑ + H2O Бурый газ, с резким запахом |
3 |
6) Na2S + 4HNO3 = 2NaNO3 + S↓ + 2NO2↑ + 2H2O Желтый осадок |
3 |
Все элементы ответа записаны неверно |
0 |
Максимальный балл |
10 |