Вузовский этап межрегиональной межвузовской олимпиады школьников

Вузовский этап межрегиональной межвузовской олимпиады школьников
Сибирского федерального округа «Будущее Сибири» 2015-2016 г.
Решения олимпиадных заданий по химии.
9 класс (1 вариант).
Задание 1.
а) Благородным газом неоном заканчивается 2-й период. Количество электронов в атоме A на 6
больше, чем в атоме неона, следовательно, в этом атоме и протонов тоже больше на 6. Тогда и
порядковый номер его тоже на 6 больше, чем у неона. Таким образом, этот элемент – сера.
Количество электронов в атоме Б на 2 меньше, чем в атоме неона, следовательно, в этом атоме и
протонов тоже меньше на 2. Тогда и порядковый номер его тоже на 2 меньше, чем у неона. Таким
образом, этот элемент – кислород.
Поскольку сера находится в VI группе, ее максимальная валентность равна шести. Обычная
валентность кислорода равна двум, следовательно, отношение значений y/x составляет 6/2 = 3 : 1. То
есть, y = 3, x = 1, а формула соединения SO3.
O
В состав атома серы входит 16 протонов, атома кислорода – 8 протонов. Общее
S
количество протонов, содержащееся в одной молекуле SO3, будет равно 16+3*8 = 40.
O
O
б) Связь – ковалентная полярная, структурная формула приведена на рис. справа:
в) Чтобы получить SO3 из серы и кислорода, серу сначала надо сжечь, а затем каталитически
𝑡,℃
𝑡,℃, V2 O5
окислить образовавшийся сернистый газ: S + O2 → SO2; 2SO2 + O2 →
2SO3.
г) Уравнения реакций: SO3 + MgO = MgSO4; 3SO3 + 2Al(OH)3 = Al2(SO4)3 + 3H2O;
SO3 + H2O = H2SO4.
Система оценивания:
а) Элементы (символы или названия) по 1 б
Отношение значений x и y 1 б, формула SO3 1 б, число протонов 2 б
б) Тип связи 1 б, структурная формула 1 б
в) Способ получения 4 б (без указания условий от 2 б)
г) Уравнения реакций по 1 б
(1б+1б = 2 б.);
(1б+1б+2б = 4 б.);
(1б+1б = 2 б.);
(4 б.)
(1б*3 = 3 б.).
Всего 15 баллов.
Задание 2.
а) Исходя из описания свойств, элементы следующие:
А – углерод, Б – водород, В – кислород, Г - сера.
а) Уравнения реакций (в качестве продукта окисления углерода засчитывается как CO, так и CO2):
𝑡,℃
𝑡,℃
𝑡,℃
2CuO + C → 2Cu + CO2↑ [1]; 2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2↑ [2]; MnO2 + 2C → Mn + 2CO↑ [3];
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ [4]; 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑ [5];
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑ [6] (Na2ZnO2 засчитывается);
𝑡,℃
MnO2
2KNO3 → 2KNO2 + O2↑ [7]; 2H2O2 →
𝑡,℃
𝑡,℃
𝑡,℃, MnO2
2H2O + O2↑ [8]; 2KClO3 →
2KCl + 3O2↑ [9];
S + O2 → SO2 [10]; S + H2 → H2S [11]; SO2 + 2H2S = 2H2O + 3S↓ [12].
в) Соотношение n : m : k : h = 38,5/12 : 2,8/1 : 44/16 : 14,7/32 = 3,2 : 2,8 : 2,8 : 0,46 = 7 : 6 : 6 : 1.
Следовательно, формула вещества C7H6O6S.
Система оценивания:
а) Каждый элемент по 1 б
б) Уравнения реакций по 1 б
в) Формула вещества 4 б
(1б*4 = 4 б.);
(1б*12 = 12 б.);
(4 б).
Всего 20 баллов.
Задание 3.
а) Масса 22,4 л газа А при н.у. (а это 1 моль) составит 1,339*22,4 = 30 г/л, следовательно, А – это NO
(оксид азота(II), окись азота). Соль Б, образующаяся при взаимодействии меди с азотной кислотой, Cu(NO3)2 (нитрат меди(II), азотнокислая медь окисная).
Уравнение реакции: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O.
б) Количество выделившегося газа составляет 4,48/22,4 = 0,2 моль, следовательно, количество
растворенной меди 0,2*3/2 = 0,3 моль. Масса меди 0,3*64 = 19,2 г (если точнее, то 0,3*63,5 = 19,05 г).
в) Масса полученного синего раствора сложится из суммы масс кислоты и меди за вычетом
улетевшего газа: m = 200*1,14 + 19,2 – 4,48*1,339 = 228 + 19,2 – 6 = 241,2 г.
Количество образовавшегося нитрата меди 0,3 моль, его масса 0,3*188 = 56,4 г.
Массовая доля нитрата меди в растворе  = 56,4/241,2 = 0,234 или 23,4 %.
г) Кроме нитрата меди, в конечном растворе присутствуют вода H2O и неизрасходованная азотная
кислота.
Масса HNO3 в исх. растворе m(HNO3) = 0,24*228 = 54,72 г.
Количество HNO3 в исх. растворе n(HNO3) = 54,72/63 = 0,87 моль.
Количество оставшегося HNO3 n(изб. HNO3) = 0,87 – 0,2*8/2 = 0,07 моль.
Масса оставшегося HNO3 m(изб. HNO3) = 0,07*63 = 4,4 г.
Массовая доля HNO3 в конечном растворе ( HNO3) = 4,4/241,2 = 0,018 или 1,8 %.
Массовая доля воды в конечном растворе (H2O) = 1 – 0,234 – 0,018 = 0,748 или 74,8 %.
(Можно сначала вычислять массу и массовую долю воды, а по разнице – азотной кислоты).
Система оценивания:
а) Формулы и названия А и Б по 1 б, уравнение реакции 1 б
((1б+1б)*2+1б = 5 б.);
б) Количество газа 1 б, масса меди 2 б
(1б+2б = 3 б.);
в) Масса раствора 4 б, масса соли 1 б, массовая доля 2 б
(4б+1б+2б = 7 б.);
(Если масса раствора посчитана без учета газа (361,2 г), то за нее ставится 0 б, а при расчетах
массовых долей выставляется полный балл. Если масса раствора совсем не имеет отношения к
происходящему, то за массовые доли ставится 0 б).
г) Вещества вода и азотная кислота по 1 б, массовая доля первого компонента 6 б (количество 2 б,
масса 2 б), второго компонента 2 б
(1б*2 + 6б + 2б = 10 баллов).
Всего 25 баллов.