Второй этап Всероссийской олимпиады школьников по химии

Второй этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
2007-08 (город, район)
9 класс
Задание 1. Назовите следующие соли по систематической номенклатуре:
AgBr, KClO, KMnO4, KAl(SO4)2, NaHSO4, Al(OH)2Cl (6 баллов)
Задание 2. Даны вещества: цинк, вода, гидроксид натрия (конц.), серная кислота
(конц.). Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами
и укажите условия их протекания(8 баллов)
Задание 3. Оксид меди (II) массой 16 г обработали 40 мл 5,0% -го раствора серной
кислоты (p =1,03г/см3). Полученный раствор отфильтровали, фильтрат упарили.
Определите массу полученного кристаллогидрата.(6 баллов)
Задание 4. Смесь карбонатов кальция и магния массой 10 г обработали азотной
кислотой. При этом выделилось 2,54 л газа (н.у.). Определите массовую долю
компонентов в смеси.(7 баллов)
Задание 5. При помощи какого одного реагента можно распознать растворы трех
веществ: хлорида калия, хлорида алюминия, хлорида магния? Напишите уравнения
химических реакций.(3 балла)
Элементы ответа 9 класса
Задание 1
Систематическое название и допустимое традиционное название:
1) бромид серебра (I),
2) оксохлорат(I) калия или гипохлорит калия
3) тетраоксоманганат(I) калия или перманганат калия
4) тетраоксосульфат (VI) алюминия-калия
5) тетраоксосульфат(VI) водорода-натрия или гидросульфат натрия
6) дигидроксид - хлорид алюминия или дигидроксохлорид алюминия
(за каждое название 1 балл, всего 6 баллов).
Задание 2
Zn + H2O = ZnO + H2 ↑ (цинк порошок, вода в состоянии пара , нагрев)
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2(Zn(OH)4) + H2 ↑
4Zn + 5H2SO4 (конц) = 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O
NaOH + H2SO4 (конц) = NaHSO4 + H2O (8 баллов)
Задание 3
1) Составлено уравнение реакции между оксидом меди и серной кислотой:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
2) Рассчитано количество вещества оксида меди (II) и серной кислоты,
установлено их соотношение в ходе реакции:
n =m/M; n(CuO)=16/80=0,2моль
n(H2SO4)= v×p×w/100×M= 40×1,03×0,05/98=0,021моль
3) Определено количество вещества образовавшегося сульфата меди и указано
на образование его кристаллогидрата при упаривании:
n(CuSO4)=0,021моль
При упаривании образовался медный купорос CuSO4×5H2O
CuSO4 + 5H2O = CuSO4×5H2O
4) Рассчитана масса медного купороса
m(CuSO4×5H2O)= 250×0,021 = 5,25г (6 баллов)
Задание 4
Записаны уравнения химических реакций
xг
CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O (1)
100 г/моль
y
MgCO3 + 2HNO3= Mg(NO3)2 + CO2↑ +H2O (2)
84г/моль
Составлена система уравнений
x +y = 10
22,4x:100 + 22,4y:84 = 2,54
Рассчитаны х = 3г, у = 7г
Рассчитаны массовые доли солей в смеси:
w(CaCO3) = m(CaCO3):m(смеси) = 30%
w(MgCO3) = 100% - 30% = 70% (7 баллов) возможны другие варианты решения
Задание 5.
Использовать раствор щелочи (3 балла)
Второй этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
2007-08 (город, район)
10 класс
Задание 1. Даны вещества: углерод, водород, серная кислота (конц.), дихромат
калия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами
(8 баллов)
Задание 2. Аммиак объемом 4.48 л (н.у.) пропустили через 200 г 4,9%-ного раствора
ортофосфорной кислоты. Назовите соль, образующуюся в результате реакции, и
определите ее массу. (6 баллов)
Задание 3. Какой объем хлороформа можно получить из 100 л природного газа
(н.у.), если объемная доля метана в природном газе составляет 95%, массовая доля
выхода хлороформа 65%, плотность хлороформа 1,5 г/мл ? (6 баллов)
Задание 4. Напишите структурные формулы всех изомеров, которые отвечают
формуле C4H8 и дайте им названия (6 баллов)
Задание 5. Как, исходя из метана, двумя различными способами получить этан?
Напишите уравнения реакций, которые необходимо осуществить и назовите условия
их протекания(4 балла)
Элементы ответа 10 класса.
Задание1
C + 2H2SO4 (конц) =t CO2↑ + 2SO2 ↑+ 2H2O
3C + 8H2SO4 + 2K2Cr2O7 = 3CO2 ↑+ 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O
C + 2H2 = CH4
K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2KHSO4 + 2CrO3 + H2O (8 баллов)
Задание 2
1)Рассчитано количество вещества аммиака:
n(NH3) = 4,48/22,4 = 0,2моль
2)Определены масса и количество вещества ортофосфорной кислоты:
m(H3PO4) = 0,049×200 = 9,8г
n(H3PO4) = 9,8/98 = 0,1моль
3) Установлено, что в результате химической реакции образуется гидрофосфат
аммония:
2NH3 + H3PO4 = (NH4)2HPO4, т.к. n(NH3) : n(H3PO4) = 2:1
4) Определены количества вещества и масса гидрофосфата аммония:
n((NH4)2HPO4) = n(H3PO4) = 0,1моль
m((NH4)2HPO4) = 0,1×132 = 13,2г
(6 баллов) возможны другие способы решения
Задание 3
1)Составлено уравнение реакции получения хлороформа:
CH4 + 3Cl2 = CHCl3 + 3HCl
2)Рассчитан объем и количество вещества метана в природном газе:
v(CH4) = (100×95) : 100 = 95л
n(CH4) = 95/22,4 = 4,24 моль
n(CHCl3) = n(CH4) = 4,24моль
3)Определена масса хлороформа, который бы образовался при 100% выходе:
mтеор(CHCl3)=4,24× 119,5 = 506,68г
4) Рассчитана масса практически полученного хлороформа с учетом выхода
продукта реакции
mпракт(CHCl3) = (506,68×65) : 100 = 329,3г
5) Найден объем образовавшегося хлороформа
V практ(CHCl3) = 329,3 : 1,5 = 219,5мл (6 баллов)
Задание 4
6 изомеров (4 алкена и 2 циклоалкана) (6 баллов) учесть пространственную
изомерию
Задание 5
Способ 1.1) Нагревая метан при высоких температурах, получаем ацетилен
2) Гидрируя ацетилен, получаем этан
Способ 2.1) Хлория метан, получаем хлорметан
2) Нагревая хлорметан с натрием (синтез Вюрца), получаем этан (4 балла)
Второй этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
2007-08 (город, район)
11 класс
Задание 1. Даны вещества: кремний, соляная кислота, едкий натр, гидрокарбонат
натрия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.
(5 баллов)
Задание 2. На нейтрализацию 7,6 г смеси муравьиной и уксусной кислот
израсходовано 35 мл 20% -ного раствора гидроксида калия (плотность 1,20 г/мл).
Рассчитайте массу уксусной кислоты и ее массовую долю в исходной смеси кислот.
(8 баллов)
Задание 3. При дегидратации 50 г пропанола-2 получен алкен, который обработали
бромоводородом в присутствии перекиси водорода. Составьте уравнения реакций.
Какое вещество и какой массой в конечном итоге получили? (7 баллов)
Задание 4. В трех пробирках без надписей находятся следующие вещества: этанол,
муравьиная кислота, уксусная кислота. При помощи каких химических методов
можно различить эти вещества? (3 балла)
Задание 5. Для очистки дигидрата хлорида меди (II) от хлорида натрия образец
массой 52г, содержащий 33,27 % хлорида натрия по массе растворили при 90˚С в 40
мл воды. Полученный раствор охладили до 20˚С, выпавшие кристаллы
отфильтровали и высушили. Рассчитайте массу полученных кристаллов, если
растворимость хлорида меди (II) и хлорида натрия при 20˚С соответственно равны
49,5 г и 36,0 г на 100г воды.
(7 баллов)
Элементы ответа 11 класса.
Задание 1
NaOH + HCl = NaCl + H2O
NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
Si + 4NaOH = Na4SiO4 + 2H2
или Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 (5 баллов)
Задание 2
1) Написаны уравнения реакций взаимодействия кислот с KOH:
HCOOH + KOH = HCOOK + H2O
CH3COOH + KOH = CH3COOK + H2O
2) Рассчитаны масса раствора едкого калия, масса и количество вещества
едкого калия в этом растворе:
m(раствора) = 35×1,2×0,2 = 8,4 г; n(KOH) = 8,4 : 56 = 0,15 моль
3) определено количество вещества кислот в смеси:
n(HCOOH)+n(CH3COOH) = 0,15 моль
4) Определена масса уксусной кислоты в исходной смеси и рассчитана массовая
доля
m/60 + (7,6 –m)/46 = 0,15; m=3,0г
w(CH3COOH) = 3,0 : 7,6 = 0,395 или 39,5% ( 8баллов)
Задание 3
1) Составлено уравнение реакции дегидратации пропанола-2:
CH3─CH(OH)─CH3
→ (H2SO4) CH2 = CH-CH3 + H2O
2) Найдена масса образовавшегося пропена:
m(пропена) = (50×42) : 60 = 35г
3) Составлено уравнение реакции взаимодействия пропена с бромоводородом в
присутствии перекиси водорода вопреки правила Марковникова (эффект Хароша) с
образованием 1-бромпропана, а не 2-бромпропан, как этого можно было ожидать.
CH2 = CH-CH3 + HBr →H2O2 CH2Br─CH2─CH3
4)Найдена масса 1-бромпропана m(1-бромпропан) = (35×123) : 42 = 102,5 г ( 7
баллов)
Задание 4 Спирт (этанол) можно отличить по действию веществ на индикаторы.
Например, кислоты дают красное окрашивание с индикатором метиловым
оранжевым, спирт - нет. Различить муравьиную и уксусную кислоты легко, так как
муравьиная кислота проявляет некоторые свойства альдегидов. Например, она
вступает в реакцию «серебряного зеркала» (уксусная – нет) (3 балла)
Задание 5 М(CuCI2×2H2O) = 170,5 г/моль
m( NaCI ) = 52×0,3327 = 17,3г
m(CuCI2×2H2O) = 52 - 17,3 = 34,7 г
В 149,5 г (100+49,5) насыщенного при 20˚С раствора содержится 49,5 г СuCI2.
На 62,75 г CuCI2×2H2O (49,5×170,5/134,5) приходится 86,75 г свободной воды
(149,5 - 62,75).
В 40 г свободной воды при 20˚С может содержаться 40×62,75/ 86,75 = 28,9 г
CuCI2×2H2O.
Следовательно, избыток CuCl2×2H2O в количестве 5,8 г (34,7-28,9) выпадет в осадок,
а в растворе останется 28,9 г CuCI2×2H2O (22,8 гCuCI2 и 6,1 г H2O).
После выпадения осадка CuCI2×2H2O в растворе имеется 46,1 г воды (40+6,1). В
46,1 г воды при 20˚С может растворится 16,6 г NaCI (46,1×36/100). Следовательно,
избыток NaCI массой (17,3-16,6) = 0,7 г выпадет в осадок при охлаждении. Масса
кристаллов, выпавших в осадок, составит 6,5 г (5,8+0,7) (7 баллов)