Олимпиада по химии. школьный этап.

Школьный этап олимпиады по химии 9 класс

Вопрос 1
При взаимодействии 9,6 г оксида металла (III) с серной кислотой образуется 24 г сульфата металла (III). Определите металл.

Вопрос 2
50 г смеси карбонатов бария и натрия растворили в избытке соляной кислоты. Добавление к полученному в результате реакций раствору избытка раствора сульфата натрия приводит к выпадению 46,6 г осадка.
Напишите уравнения протекающих реакций и определите массовые доли (в %) карбонатов в смеси.

Вопрос 3
25 г цинкового порошка поместили в 100 г раствора нитрата серебра. Через некоторое время порошок отфильтровали, высушили и взвесили; масса порошка составила 26,51 г. Определите массовую концентрацию нитрата цинка в растворе.

Вопрос 4
Студенистое голубое вещество А нейтрализуется бесцветным веществом Б с образованием голубого раствора вещества В. При выпаривании раствора и прокаливании осадка образуются: газ бурого цвета Г, газ Д (бесцветный, в котором вспыхивает тлеющая лучинка) и твердое вещество Е черного цвета, которое может вступать в реакцию с веществом Б с образованием вещества В. Определите вещества А, Б, В, Г, Д и Е и приведите уравнения соответствующих реакций.

Вопрос 5

Осуществите цепочку превращений:

S [pic] X1 [pic] X2 [pic] X3 [pic] X4 [pic] X5

Школьный этап олимпиады по химии 9 класс

Вопрос 5

Осуществите цепочку превращений:

S [pic] X1 [pic] X2 [pic] X3 [pic] X4 [pic] X5

Ответы

Ответ на вопрос 1:
Me2O3 + 3 H2SO4 = Me2(SO4)3 + 3 H2O
(2х + 48) г ? моль (2х + 288) г/ моль n (X) = m (X) ? M (X)
n (Me2O3 ) = n (Me2(SO4)3)
9,6 ? 2х + 48 = 24 ? 2х + 288; х = 56 (Fe –железо)

Всего 5 баллов

Ответ на вопрос 2:
Уравнения протекающих реакций:
BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + CO2 + H2O (1б)
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O (1б)
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl (1б)
По массе осадка BaSO4 и уравнениям реакций (3) и (1) определим массу BaCO3.
По уравнению реакции (3) рассчитаем количество вещества BaCl2:
n(BaCl2) = n(BaSO4) = 46,6 / 233 = 0,2 моль (1б)
По уравнению реакции (1) рассчитаем количество вещества BaCO3 и затем его массу:
n(BaCO3) = n(BaCl2) = 0,2 моль [из уравнения реакции (3)]
m(BaCO3) = 0,2 ? 197 = 39,4 г (1б)
Определим массовые доли карбонатов в смеси:
w( BaCO3) = 39,4 / 50 = 0,788 или 78,8% (1б)
w(Na2CO3) = 100 – 78,8 = 21,2% (1б)
Ответ: w(BaCO3) = 78,8% w(Na2CO3) = 21,2%

Всего 7 баллов

Ответ на вопрос 3

Уравнение реакции
Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag (1б)
Формула для расчета
w(Zn(NO3)2) = m(Zn(NO3)2/(mр-ра + m(Zn) – m(Ag)) (1б)
Пусть растворилось х моль Zn, тогда:
m(Zn) = 65х г
по уравнению реакции
v(Ag) = 2x, m(Ag) = 2 .108x = 216x г (1б)
по уравнению материального баланса
m0(Zn) – m(Zn) + m(Ag) = m1(Zn + Ag)
25 – 65x + 216x = 26,51 x = 0,01 моль Zn (1б)
По уравнению реакции – образуется 0,01 моль Zn(NO3)2,
m(Zn(NO3)2) = 0,01 . 189 = 1,89 г. (1б)
w(Zn(NO3)2) = 1,89/(100 + 0,01 . 65 – 216 . 0,01) = 0,0192, или 1,92 %. (1б)

Всего 6 баллов

Ответ на вопрос 4
Студенистое голубое вещество А – Cu(OH)2 (1б)
бесцветное вещество Б – HNO3 (1б)
Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O (1б)
Cu(NO3)2 раствор этого вещества имеет голубую окраску. При прокаливании кристаллов этой соли образуются 3 вещества:
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2(1б)
CuO (в CuO (вещество Е черного цвета) (1б)
NO2 (г NO2 (газ Г бурого цвета) (1б)
O2 (бес O2 (бесцветный газ Д, в котором вспыхивает тлеющая лучинка)(1б)
Вещество Е реагирует с веществом Б с образованием вещества В
CuO + CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O (1б)

Вещество В- Cu(NO3)2 (1б)

Всего 9 баллов

Ответ на вопрос 5

4. Уравнения реакций и названия веществ X1 - X5:

S + Fe = FeS (сульфид железа(II)); 1 балл

4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 (оксид серы(IV)); 1 балл

2SO2 + O2 = 2SO3 (оксид серы(VI)); 1 балл

SO3 + NaOH = NaHSO4 (гидросульфат натрия); 1 балл

NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O (сульфат натрия) 1 балл

Всего 5 баллов

Итог -32 балла

Школьный этап олимпиады по химии 8 класс

Задание 8-1

Шел 1817 год. У министра Веймарского герцогства, поэта и философа Иоганна Гете собрались за вечерним чаем его друзья и родственники. Среди них были Иоганн Дёберейнер, профессор химии, жена сына герцога Мария Павловна – сестра русского царя Александра I и другие влиятельные лица. Дёберейнер сказал, что если все известные химические элементы сгруппировать по сходству их свойств и расположить по три в ряд по возрастанию атомных масс, то обнаружится нечто удивительное. Мария Павловна заметила: “Бог троицу любит…”

Задание: 1. Сгруппируйте данные химические элементы по свойствам: литий, хлор, натрий, кальций, йод, бром, барий, калий, стронций (3 элемента в каждой группе) и расположите их в порядке возрастания их атомных масс. 2. Попробуйте отгадать, что же удивительного обнаружил Дёберейнер? (5 баллов)

Задание 8-2

Придумывая химические названия, ученые порой принимали во внимание необычные свойства нового элемента. Какие элементы получили названия по цвету и запаху простых веществ или соединений? Приведите 3 примера. (За каждый приведенный пример элемента 1 балл)

Задача 8-3

В начале ХХ столетия геологи зашифровали на картах места открытия руд ценных металлов при помощи координат химических элементов в Периодической системе. Арабской цифрой указывали номер периода, а римской – номер группы. Кроме того, в записях были еще буквы русского алфавита – А и Б. На одной из старых картах карт нашли обозначения: 4VIБ, 4VIIIБ2, 6IБ, 6IIБ. Задание: Расшифруйте записи геологов

Задача 8-4

Как определить массовые доли компонентов смеси, состоящей из железа, сахара, серы и речного песка. Опишите последовательность действий.

Школьный этап олимпиады по химии 8 класс

Задание 8-1

Задание 8-2

Задача 8-3

Задача 8-4

ОТВЕТЫ

Задание 8-1

Данные элементы сгруппированы в 3 группы: Литий, натрий, калий, Хлор, йод, бром; Кальций, барий, стронций. (2б)При расположении данных элементов по возрастанию атомных масс Дёберейнер установил, что в “триаде”, атомная масса второго элемента оказывается примерно равной средне-арифметическому значению от атомных масс первого и третьего элементов (3б)

Всего 5 б

Задание 8-2

За каждый приведенный пример элемента: Бром – “бромос” - зловонный, рубидий – окрашивает спектр в красный цвет, сера – “сира” светло-желтый цвет и др. (1Балл)

Всего 3Б

Задача 8-3

Координаты 4VIБ в Периодической системе означают 4-й период и VIБ – группу, элемент хром (1б)

4VIIIБ2 – 4-й период, VIIIБ2 - группу, элемент никель (1б)

6IБ – 6-й период, IБ – группа, элемент – золото (1б)

6IIБ – 6-й период, IIБ – группа, элемент ртуть (1б)

Всего: 4 балла.

Задача 8-4

Элемент решения

1Смесь взвешиваем.

2Магнитом выделяем железо и взвешиваем.

3Оставшуюся смесь серы, соли и песка помещаем в воду.

4Серу отделяем флотацией и взвешиваем.

5Речной песок отфильтровываем и взвешиваем после высыхания.

6Выпариваем оставшийся раствор и получаем соль, которую тоже взвешиваем.

7Находим массовые доли компонентов, разделив массы каждого компонента на массу всей смеси.

КАЖДОЕ ДЕЙСТВИЕ -1Б. ВСЕГО 7 БАЛЛОВ

Итог 18 баллов

Школьный этап олимпиады по химии 10 класс

Задание 10-1

То, что мы знаем, - ограничено,
а то, чего мы не знаем - бесконечно. Апулей

Самки бабочки медведицы сигнализируют самцам с помощью пахучего вещества – аттрактанта. Это 2-метил-замещенный алкан. Его относительная молекулярная масса равна 254. Составьте структурную формулу данного алкана.

Задание 10-2

При сгорании 7,5 г органического вещества, образовалось 11,2 л (н.у.) оксида углерода (IV) и 13,5 г воды. Плотность этого вещества по метану составляет 1,875. О каком органическом веществе идет речь? Назовите это вещество.

Задание 10-3

Какой объем 2-иодпропана (плотность 1,703 г/мл) нужно взять для синтеза одного из изомеров гексана массой 6,02 г при условии, что реакция протекает с выходом 55,0%?

Задание 10-4

При обработке смеси меди и железа концентрированной азотной кислотой выделилось 4,48 л газа, а при действии на ту же смесь соляной кислоты – 2,24 л. Определите массовые доли меди и железа в смеси.

Школьный этап олимпиады по химии 10 класс

Задание 10-1

То, что мы знаем, - ограничено,
а то, чего мы не знаем - бесконечно. Апулей

Задание 10-2

Задание 10-3

Задание 10-4

ОТВЕТЫ

Задание 10-1

Определена молекулярная формула алкана: С18Н38 (5 б)

Задание 10-2

1. CXHYOZ + O2 = x CO2 + y/2 H2O (может отсутствовать в решении) (1 б.)

М(CXHYOZ) = D*М(CH4) = 1,875*16=30г/моль (1 б.)

2. n(C)=n(CO2) = 0,5 моль (1 б.)

n(H)=2n(H2O) = 1,5 моль (1 б.)

3. m(C) =n*M =0,5*12=6г (1 б.)

m(H) = n*M =1,5*1=1,5г (1 б.)

Σm= m(C)+ m(H)=6+1,5=7,5г, значит кислород отсутствует (1 б.)

4. n(C) : n(H) = 0,5 : 1,5 = 1 : 3 (1 б.)

Простейшая формула: CH3 (1 б.)

М(CH3) = 15г/моль

Следовательно, М(CxHy) /М(CН3) = 30/15 = 2

Молекулярная формула C2H6 – этан. (1 б.)

Всего 10 б

Задание 10-3

C3H7I + 2Na → C6H14 + 2NaI (1 балл)

m теор.(С6Н12) = 6,02 / 0,55 = 10,945 г (1 балл)

n (C6H12) = 0,127 моль n (C3H7I) = 0,254 моль (1 балл)

m (C3H7I) = 0, 254моль ^. 170 = 43,18 г V (C3H7I) = 43,18 / 1,703 = 25,4 мл (2 балла)

Всего 5 б

Задание 10-4

Уравнения реакций:

Cu + 4HNO3 (конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (1) (1 балл)

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (2) (1 балл)

По уравнению 1: n (NO2) = 0,2 моль, n (Cu) = 0,1 моль, m (Cu) = 6,4 г (1 балл)

По уравнению 2: n (H2) = 0,1 моль, n (Fe) = 0,1 моль, m (Fe) = 5,6 г. (1 балл)

Масса смеси: 6,4 г + 5,6 г = 12 г (1 балл)

ω (Cu) = 6,4 / 12 = 0,53 ω (Fe) = 0,47 (1 балл)

Всего 6 б

За всю работу 26 баллов

Всероссийская олимпиада школьников

Школьный этап

Химия

11 класс

Задание 1.

К 8% раствору хлорида алюминия постепенно добавили равную массу карбоната натрия. Смесь, образовавшуюся после реакции, отфильтровали и получили раствор, содержащий две соли с одинаковыми анионами и равными массовыми долями. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном фильтрате и массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.

Количество баллов – 10.

Задание 2.

В сосуде объемом 15,0 л находятся 3 моль PCl3 и 6 моль Cl2. При некоторой температуре в реакционной смеси установилось равновесие: PCl3(г) + Cl2(г) ↔ PCl5(г). Константа равновесия при этой температуре равна 25 моль/л. Вычислите число моль газообразного PCl5 в равновесной смеси.

Количество баллов – 10.

Задание 3.

Смесь массой 20 г, состоящая из метиламина, аминоуксусной кислоты и этилацетата может прореагировать с 4,93 л хлороводорода (н.у.). Эта же смесь массой 40 г может прореагировать с 300 мл 1,4 М раствора гидроксида калия. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.

Количество баллов – 10.

Задание 4.

На схеме приведена цепочка превращений вещества А, приводящая к образованию Д с плотностью паров по воздуху 9,93 и содержанием углерода 50 масс.%.

2[Ag(NH3)2]OH Сактивир. 6CH3Cl KMnO4, H2SO4 P2O5

Ag2C2←─−−−−−−−− A −−−−−−−−−→ Б −−−−−−−→ В −−−−−−−−−→ Г−−−−−→ Д

400°C AlCl3 (C12H6O12)

Приведите структурные формулы веществ А - Д, назовите их и напишите уравнения реакций

Количество баллов – 10.

Школьный этап

Химия

11 класс

Задание 1.

Количество баллов – 10.

Задание 2.

Количество баллов – 10.

Задание 3.

Количество баллов – 10.

Задание 4.

2[Ag(NH3)2]OH Сактивир. 6CH3Cl KMnO4, H2SO4 P2O5

Ag2C2←─−−−−−−−− A −−−−−−−−−→ Б −−−−−−−→ В −−−−−−−−−→ Г−−−−−→ Д

400°C AlCl3 (C12H6O12)

Приведите структурные формулы веществ А - Д, назовите их и напишите уравнения реакций

Количество баллов – 10.

Критерии проверки

Задание 1.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

По окончании реакции в растворе содержатся соли AlCl3 и NaCl

2/3x x 2x 2x 2/3x x

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 6H2O = 6NaCl + 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑

Пусть масса исходного раствора AlCl3 равна m г

М(NaCl) = 58,5 г/моль, М(AlCl3) =133,5 г/моль

Так как в конечном растворе по условию ω(NaCl) = ω(AlCl3), составляем уравнение: 58,5∙2х = 0,08m – 2/3х∙133,5, или m =2575х

mфильтрата =2m - m(Al(OH)3) –m(CO2) = 2∙2575x – 2/3x∙78 – 44x = 5054x

Таким образом, в конечном растворе массовые доли солей составляют:

ω(AlCl3) = ω(NaCl) = (2х∙58,5)/5054х = 0,0231 (2,31%)

В исходном растворе: ω(Na2CO3) = 106х/m =106x/2575x = 0,0412 (4,12%)

Все элементы ответа записаны неверно

Максимальный балл

Задание 2.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

Константа равновесия этой газофазной реакции имеет вид:

Молярная концентрация PCl3 в сосуде равна [PCl3] = 3/15 = 0,2 (моль/л), концентрация хлора [Cl2] = 6/15 = (0,4 моль/л).

0,5

Обозначим равновесную концентрацию PCl5 через х.

При достижении равновесия концентрации веществ будут следующие:

PCl3(г) + Cl2(г) ↔ PCl5(г).

0,2–х 0,4 –х х

Выразим константу равновесия через эти концентрации:

Решим полученное квадратное уравнение, из двух его корней выбрав тот, значение которого меньше 0,2:

25 = х/[(0,2–х)∙(0,4–x)];

x² – 0,64x +0,08 = 0

x = 0,17 (моль/л).

В 15 л находится 0,17∙ 15 = 2,55 (моль) PCl5

Все элементы ответа записаны неверно

Максимальный балл

Задание 3.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

С хлороводородом реагируют метиламин и аминоуксусная кислота (глицин):

CH3NH2 + HCl →[CH3NH3]⁺Cl^–; H2NCH2COOH + HCl → [H3NCH2COOH]⁺Cl^–

C гидроксидом калия могут реагировать глицин и этилацетат:

H2NCH2COOH + KOH → H2NCH2COOK + H2O;

CH3COOC2H5 + KOH → CH3COOK + C2H5OH

Количество хлороводорода 4,93/22,4 = 0,22 (моль),

гидроксида калия 0,3∙1,4 = 0,42 (моль)

0,75

Обозначив за x, y и z количества метиламина, глицина и этилацетата в смеси массой 20 г, составим систему из 3 уравнений:

31x + 75y + 88z = 20

x + y = 0,22

2y + 2z = 0,42 , решая которую получим х = 0,1; y = 0,12; z =0,09

Массовые доли метиламина, глицина и этилацетата в смеси:

ω(CH3NH2) = (31∙0,09)/20 = 0,15 (15%)

ω(H2NCH2COOH) = (75∙0,12)/20 = 0,45 (45%)

ω(CH3COOC2H5) = (88∙0,09)/20 = 0,40 (40%)

0,5

Все элементы ответа записаны неверно

Максимальный балл

Задание 4.

2[Ag(NH3)2]OH Сактивир. 6CH3Cl KMnO4, H2SO4, t° P2O5

Ag2C2←─−−−−−−−− A −−−−−−−−−→ Б −−−−−−−→ В −−−−−−−−−→ Г−−−−−→ Д

400°C AlCl3 (C12H6O12)

Назовите вещества А - Д и напишите уравнения реакций.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

А - ацетилен, который однозначно определяется по реакции с аммиачным раствором оксида серебра:

С2Н2 + 2[Ag(NH3)2]OH → Ag2C2 + 2NH4Cl + 2 NH3водн.

Из плотности паров находим молекулярную массу Д:

Мr= 29∙9,93 = 288 (а.е.м.). Учитывая, что оно содержит 50% углерода, т.е. 144 а.е.м., в его состав входит 12 атомов углерода. Оставшиеся 144 а.е.м. это ровно 9 атомов кислорода, т.е. от исходной молекулы C12H6O12 отняли ровно 3 молекулы воды. ( Можно просто увидеть, что 288 отличается от молекулярной массы C12H6O12 на 54 а.е.м, что в реакции с таким известным водоотнимающим агентом, как P2O5, наверняка означает удаление 3-х молекул воды). Таким образом формула вещества Д - С12О9.

3С2Н2 →С6Н6(активированный уголь,400°С),

Б - бензол

С6Н6 + 6CH3Cl → С6(СН3)6 + 6HCl (в присутствии AlCl3)

В - гексаметилбензол

5С6(СН3)6 +36KMnO4 +54H2SO4 → 5C6(COOH)6 +36MnSO4 +18 K2SO4 +84H2O (кипячение)

Г - бензолгексакарбоновая кислота (меллитовая кислота)

C6(COOH)6 + 3P2O5 → С12О9 + 6HPO3

Д - ангидрид бензолгексакарбоновой кислоты (меллитовый ангидрид)

Все элементы ответа записаны неверно

Максимальный балл 10

Всего за работу – 40 б.