МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
К проведению школьной олимпиады по химии.
При организации и проведении школьного этапа всероссийской олимпиады школьников по химии необходимо руководствоваться положением о всероссийской олимпиаде школьников, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) от 2 декабря 2009 г. N 695 "Об утверждении Положения о всероссийской олимпиаде школьников".
Организатором школьного этапа Олимпиады являются образовательные организации. Для проведения школьного этапа Олимпиады его организатором создаются оргкомитет и жюри. Одной из важнейших задач оргкомитета школьного этапа Олимпиады является реализация права обучающихся образовательных организаций на участие во всероссийской олимпиаде школьников ( п. 11 Положения об Олимпиаде). В школьном этапе Олимпиады по химии принимают участие обучающиеся 9-11 классов образовательных организаций, выразившие желание участвовать во всероссийской олимпиаде школьников. Квоты на участие в школьном этапе Олимпиады не устанавливаются. При проведении школьного этапа используются олимпиадные задания, разработанные предметно-методической комиссией муниципального этапа с учетом методических рекомендаций центральной предметно-методической комиссии по химии.
Информационная поддержка школьного этапа Олимпиады заключается в широком оповещении через интернет (при наличии у школы собственного интернет-сайта), внутри школьных СМИ.
Школьный этап Олимпиады обычно проводится после уроков, во время факультативных занятий или в воскресение.
Участников Олимпиады приветствуют администрация школы и учителя химии. После этого участники Олимпиады расходятся по аудиториям. Рассадка осуществляется организаторами, так, чтобы рядом не сидели учащиеся из одной параллели.
На проведение Олимпиады отводится не более 4 астрономических часов.
После окончания тура работы собираются, проводится их шифрование, затем жюри, в состав которого входят учителя химии данной школы проверяют олимпиадные работы.
Определение победителей и призеров школьного этапа проводится по результатам выполнения работ, сведенных в ранжированные по мере убывания набранных участниками баллов итоговые таблицы по каждой параллели участников. После составления итоговой таблицы, жюри Олимпиады формирует списки школьников, отобранных на муниципальный этап согласно установленной квоте.
На проведение олимпиады отводится 1,5 часа.
8 класс.
Задача №1.
Напишите формулы кислородных соединений (оксидов) следующих элементов:
кремния (Іv);
калия (І);
фосфора (ІІІ);
серы (Іv);
углерода (ІІ).
( 5 баллов).
Задача №2.
Вычислите массовую долю железа в хлориде железа (ІІ) (FeCl2) и
в хлориде железа (ІІІ) (FeCl3).
( 5 баллов).
Задача №3.
Какие из перечисленных веществ относятся к простым, а какие к сложным:
углекислый газ;
соль;
водород;
алюминий;
вода;
кислород.
В чем состоит различие между этими группами веществ?
( 5 баллов).
Задача №4.
Запишите электронные формулы для элементов с порядковыми номерами 8, 17, 22, 33, 35. К какому типу ( s-, p-, d-, f-) относятся эти элементы?
( 5 баллов).
Задача №5.
Что такое физические и химические явления? Приведите по 3 примера физических и химических явлений.
( 5 баллов).
Задача №6.
Определите формулу вещества с указанными массовыми долями элементов:
CuxOyHz, 33% - O, 2% - H.
( 5 баллов).
Решение задач.
Задача №1.
SiO2
K2O
P2O3
SO2
CO.
Задача №2.
FeCl2 -
Мr(FeCl2)=56∙1+35,5∙2=127
ω(FeCl2)=1∙56/127=0,44 или 44%
FeCl3
Мr(FeCl3)= 56∙1+35,5∙3=162,5
ω(FeCl3)=1∙56/162,5=0,34 или 34%
Задача №3.
Простые вещества: водород; алюминий; кислород.
Сложные: углекислый газ; соль; вода.
Различие состоит в том, что простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, а сложные вещества состоят из атомов разных химических элементов.
Задача №4.
О+8 ) ) 1s22s22p4 – p-элемент;
2 6
Cl+17 ) ) ) 1s22s22p63s23p5 - p-элемент;
2 8 7
Ti+22) ) ) ) 1s22s22p63s23p53d24s2 – d- элемент;
2 8 10 2
As+33 ) ) ) ) 1s22s22p63s23p53d24s24p3 – p- элемент;
2 8 18 5
Br+35) ) ) ) 1s22s22p63s23p53d24s24p5 – p- элемент.
2 8 18 7
Задача №5.
Физические явления – это явления, при которых изменяется форма, размеры или агрегатное состояние вещества, а состав их остается постоянным. ( плавление льда, испарение воды, плавление металла).
Химические явления – это явления, при которых из одних веществ образуются другие вещества. ( ржавление железа, скисание молока, сгорание топлива).
Задача №6.
ω(Cu)=100%-(33%+2%)=65%
X: У:Z= ω(Cu)/Ar(Cu): ω(O)/ Ar(O): ω(H)/ Ar(H)
X:У:Z=65/64:33/16:2/1
X:У:Z=1:2:2
Cu(OH)2
9 класс.
Задача №1.
Химический элемент Х – неметалл, широко распространен в природе, причем значительные залежи самородного неметалла Х встречаются в Европе (в Сицилии), в Америке (штаты Луизиана и Техас), в Японии.
Элемент Х образует несколько аллотропных модификаций. В природе, кроме самородного неметалла, Х встречается в виде соединений с металлами, которые используются для получения металлов. Х используется в производстве пороха, спичек, в медицине ( получение мазей).
Определите химический элемент Х, опишите его свойства. Запишите реакции взаимодействия Х с кислородом, металлами, водородом.
( 5 баллов).
Задача №2.
Из приведённого ниже списка выберите отдельно простые вещества, сложные вещества, смеси, оксиды, основания и соли: алмаз, вода, бронза, воздух, гашеная известь, едкий натр, мрамор, железо, озон, песок, поваренная соль, сода, углекислый газ, фосфор, малахит, глюкоза.
( 5 баллов).
Задача №3.
При разложении 8,4 г карбоната двухвалентного металла образовалось 4 г его оксида. Установите формулу карбоната.
( 5 баллов).
Задача №4.
Составьте уравнения реакций, соответствующие описанным превращениям:
основной оксид + кислотный оксид = соль
кислотный оксид + соль = соль + кислотный оксид
простое вещество + соль = соль + простое вещество
соль + основание = основание + соль
простое вещество + кислотный оксид = кислотный оксид
( 5 баллов).
Задача №5.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
+NaOH
SO2→SO3→X→BaSO4
( 5 баллов).
Задача №6.
Какая масса осадка образуется при взаимодействии избытка раствора хлорида кальция с 65,6 г раствора фосфата натрия с массовой долей растворенного вещества 10%?
(5 баллов).
Решение задач.
Задача №1.
Х – сера
S+O2=SO2
S+Zn=ZnS
S+H2↔H2S
Задача №2.
Простые вещества: железо, фосфор.
Сложные вещества:
Вода – оксид, основание, кислота.
Едкий натр – тривиальное название – NaOH – гидроксид натрия – основание.
Гашеная известь – тривиальное название – Са(OH)2 – гидроксид кальция – основание.
Поваренная соль – тривиальное название – NaCl – хлорид натрия – соль.
Сода – тривиальное название – Na2CO3∙10H2O – гдекагидрат карбоната натрия – кристаллогидрат соли.
Углекислый газ – тривиальное название – СО2 – оксид углерода (Іv) – оксид.
Глюкоза – органическое вещество – С6Н12О6 – углевод.
Смеси:
Бронза – сплав Cu c Sn, Al, Be, Pb, Cr и др.
Воздух: смесь азота, кислорода и благородных газов. В воздухе в качестве примесей бывает оксид углерода (Іv), водяные пары и др. примеси.
Мрамор: минерал содержит СаСО3 ( соль) и примеси.
Песок: минерал содержит оксид кремния (Іv) и примеси.
Малахит: минерал содержит (CuOH)2CO3 – основная соль и примеси.
Задача №3.
МеСО3 = МеО + СО2↑
Находим количества веществ:
n(МеСО3) = 8,4/(Аэ + 60) моль;
n(МеО) = 4/(Аэ + 16) моль.
По уравнению реакции:
n(МеСО3) = n(МеО), т.е. 8,4/(Аэ + 60) = 4/(Аэ + 16) → Аэ = 24, металл – магний, формула карбоната MgCO3.
Задача №4.
СаО+СО2=СаСО3
SiO2+ СаСО3=CaSiO3+CO2
Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 или Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
CuCl2+NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl или Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
O2+SO2=SO3
Задача №5.
1) SO2+О2→ SO3
2) SO3+2NaOH→Na2SO4+H2O
3) Na2SO4+BaCl2→ BaSO4+2NaCl
Задача №6.
Записываем уравнение реакции:
3CaCl2+2Na3PO4→Ca3(PO4)2+6NaCl
Находим массу и количество вещества фосфата натрия, содержащегося в растворе:
m(Na3PO4)=m(р-ра)∙W/100=65,6∙0,1=6,56 г
n(Na3PO4)= m(Na3PO4)/M(Na3PO4)=6,56/164=0,04 моль.
Рассчитываем массу вещества выпавшего в осадок:
По уравнению реакции n(Ca3(PO4)2)=1/2 n(Na3PO4)=0,02 моль
m(Ca3(PO4)2)= n(Ca3(PO4)2)∙ M(Ca3(PO4)2)=0,02∙310=6,2 г.
10 класс.
Задача №1.
Сплав алюминия и меди массой 3,98 г обработали 40% раствором гидроксида натрия
( плотность 1,40 г/мл). Нерастворившийся в щелочи остаток растворили в разбавленной азотной кислоте, раствор выпарили и твердый остаток прокалили. Масса остатка 1,6 г. Напишите уравнения всех реакций, определите состав сплава и объем израсходованного раствора щелочи.
( 5 баллов).
Задача №2.
В пробирках находятся растворы солей – К2СО3, КСl, K2SO3, KNO2, K2S. С помощью какого реагента можно различить все эти соли? Запишите уравнения всех реакций.
( 5 баллов).
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?
( 5 баллов).
Задача №4.
Продукты полного сгорания 67,2 л газообразного углеводорода с плотностью по кислороду 0,5 после конденсации водяных паров пропустили через 2868,1 мл 4% раствора гидроксида натрия ( плотностью 1,046 г/мл). Определите состав полученного раствора.
( 5 баллов).
Задача №5.
Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора сульфата меди (ІІ) на инертных электродах.
( 5 баллов).
Задача №6.
При взаимодействии 1,74 г алкана с бромом образовалось 4,11 г монобромпроизводного. Определите формулу алкана.
( 5 баллов).
Решение задач.
Задача №1.
2Al + 6NaOH(конц)=2Na3[Al(OH)6]+3H2↑ (1)
3Cu + 8HNO3=3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O (2)
2Cu(NO3)2 = 2CuO+4NO2+O2 (3)
Находим количество вещества и массу Cu:
n(CuO)=1,6/80=0,02 моль
по уравнению (3) n(Cu (NO3)2)=0,02 моль
по уравнению (2) n(Cu)=0,02 моль, m(cu)=1,28 г, ω(Cu)=1,28/3,98=0,3216,
или 32,16%.
Находим количество вещества и массу Al:
m(Al)=3,98-1,28=2,7 г, n(Al)=2,7/27=0,1 моль, ω(Al)=2,7/3,98=0,6784, или 67,84%.
Находим объем раствора щелочи:
По уравнению (1) n(NaOH)=0,3 моль, m(NaOH)=0,3∙40=12 г →
vр-ра(NaOH)=12/(0,4∙1,4)=21,43 мл.
Задача №2.
К отобранным пробам растворов следует прибавить раствор кислоты, например, соляной.
1) K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑ - выделяется бесцветный газ без запаха.
2) KCl+ HCl≠ - изменений нет
3) K2SO3+2HCl=2KCl+H2O+SO2↑ - выделяется бесцветный газ с резким запахом.
4) KNO2+HCl=KCl+NO2↑ - выделяется газ бурого цвета с резким запахом.
5) K2S+HCl=2KCl+Н2S↑ - выделяется бесцветный газ с запахом тухлых яиц.
Задача №3.
2С4Н10+13О2=8СО2+10Н2О (1)
2СО2+Са(ОН)2=Са(НСО3)2 (2)
Найдем массу и количество вещества известковой воды:
m(Са(ОН)2)=2000∙0,74/100=14,8 г
n(Са(ОН)2)=14,8/74=0,2 моль
По уравнению (2) n(СО2)=2n(Са(ОН)2)=0,4 моль.
Найдем количество, объем и массу бутана:
По уравнению (1) n(С4Н10)=1/4 n(СО2)=0,1 моль
V(С4Н10)=0,1∙22,4=2,24 л
m(С4Н10)=0,1∙58=5,8 г.
Задача №4.
Определяем формулу углеводорода:
D(O2)=Mв-ва/M(O2) → Mв-ва=0,5∙32=16 г/моль, формула углеводорода СН4
Уравнения реакций:
СН4+2О2=СО2+2Н2О (1)
СО2+2NaOH= Na2CO3+ Н2О (2)
СО2+NaOH= NaНCO3 (3)
Рассчитаем количество реагентов:
а) n(NaOH)=0,04∙1,046∙2868,1/40=3 моль;
б) n(СН4)=67,2/22,4=3 моль.
По уравнению (1) n(СО2)=3 моль (m=3∙44=132 г).
Определим формулу, количество и концентрацию соли:
Так как n(СН4): n(NaOH)=3:3=1:1,то поглощение происходит по уравнению (3) и n(NaНСО3)=3 моль, m(NaНСО3)=3∙84=252 г →
ω(NaНСО3)= m(NaНСО3)/( mр-ра(NaOH)+ m(СО2))=252/(1,046∙2868,1+132)=0,0805, или8,05%.
Задача №5.
Записываем уравнения реакций, протекающие:
на катоде: Cu2++2e=Cu0
на аноде: 2Н2О-4е=О2+4Н+
общее уравнение электролиза: 2CuSO4+2Н2О=2Cu+О2+2Н2SO4
Задача №6.
Записываем уравнение реакции:
СnН2n+2+Br2→ СnН2n+1Br+HBr
Рассчитываем число атомов углерода в молекуле алкана:
n(СnН2n+2)= n(СnН2n+1Br)
m1/М1= m2/М2
1,74/(14 n+2)=4,11/(14 n+81)
33,18n=132,64
n=4.
Определяем молекулярную формулу алкана: С4Н10.
11 класс.
Задача №1.
Объемы газов, образующихся при взаимодействии предельного одноатомного спирта с натрием и при сжигании такого же количества спирта, относятся как 1:6. Какой спирт был взят? Имеются ли у него изомеры?
(5 баллов).
Задача №2.
При окислении газа А концентрированной серной кислотой образуются простое вещество В, сложное вещество С и вода. Растворы веществ А и С реагируют между собой с образованием осадка вещества В. Вещество В растворяется в концентрированной серной кислоте при нагревании с образованием вещества С. Назовите вещества А, В, С и напишите уравнения перечисленных реакций.
(5 баллов).
Задача № 3.
Какие новые соединения можно получить, используя гидроксид кальция, уголь и любое лабораторное оборудование?
(5 Баллов).
Задача №4.
Вычислите объем аммиака, измеренный при нормальных условиях, который потребуется для полной нейтрализации раствора серной кислоты объемом 20 мл (массовая доля кислоты 3%, плотность 1,02 г/мл). Продуктом реакции является сульфат аммония.
(5 баллов).
Задача №5.
Оксид фосфора (v) массой 1,42 г растворили в 60 г 8,2%-ной ортофосфорной кислоты и полученный раствор прокипятили. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному раствору добавить 3,92 г гидроксида калия?
( 5 баллов).
Задача №6.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Н2О Na t◦ кат О2,Pd2+
Метилат калия →Х1→бромметан→Х2→ Х3→этаналь
(5 баллов).
Решение задач.
Задача №1.
Уравнения реакций:
2СnН2n+1ОН+2Na =2СnН2n+1ОNa+Н2↑ (1)
СnН2n+1ОН+3n/2О2=(n+1)Н2О+ nСО2↑ (2)
Пусть n(СnН2n+1ОН)=1 моль, тогда
V(Н2)=0,5∙22,4=11,2 л и V(СО2)= n∙22,4 л.
n∙22,4/11,2=6/1 → n=3 → спирт С3Н7ОН имеет 2 изомера: пропанол-1 и пропанол-2.
Задача №2.
А - Н2S В – S С - SO2
1) Н2S+Н2SО4= S+ SO2+2Н2О
2) 2 Н2S+ SO2=3S↓+2Н2О
3) S+2Н2SО4конц=3S+2Н2О
Задача №3.
Са(ОН)2=СаО+ Н2О
2Н2О=2Н2+ O2
СаО+3С=СаС2+СО
СаС2+2Н2О=С2Н2+ Са(ОН)2
3С2Н2=С6Н6
2СО+ O2= 2СО2
3 O2=2О3
Задача №4.
2NH3+H2SO4=( NH4)2SO4
Находим массу и количество серной кислоты:
mр-ра(H2SO4)= 20∙1,02=20,4 г , m(H2SO4)= 20,4∙3/100=0,612 г;
n(H2SO4)=0,612/98=0,0062 моль.
По уравнению реакции n(NH3)=2 n(H2SO4)=0,0124 моль;
Находим объем аммиака:
V(NH3)=0,0124∙22,4=0,28 л, или 280 мл.
Задача №5.
Записываем уравнение реакции:
P2O5+H2O=2H3PO4
Рассчитываем количество вещества образовавшейся ортофосфорной кислоты:
n(P2O5)=1,42/142=0,01 моль
n(H3PO4)=2 n(P2O5)=0,02 моль
Определяем соотношение количества вещества взятой щелочи и суммарного числа моль кислоты, находящейся в полученном растворе:
n(КОН)=3,92/56=0,07 моль
n(H3PO4)=60∙0,082/98+0,02=0,07 моль
Количества веществ кислоты и щелочи относятся как 1:1, значит при их взаимодействии образуется кислая соль.
Составлено уравнение реакции и определено число моль соли:
H3PO4+КОН=КН2PO4+ H2O
n(H3PO4)= n(КОН)= n(КН2PO4)=0,07 моль.
Задача №6.
СН3ОК+ H2O→КОН+СН3ОН
СН3ОН+НBr→ СН3Br+ H2O
2СН3Br+2Na→С2Н6+2 NaBr
t◦ кат
С2Н6→С2Н4+Н2
Pd2+
5) С2Н4+О2→2СН3СНО
