Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии

Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников по химии
Ханты-Мансийский автономный округ - Югра
2015–2016 учебный год
11 класс
Решения и система оценивания
Задача 1 (10 баллов)
Уравнения реакций:
2H2O + 2Na = 2NaOH + H2 (1);
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 (2);
При кипячении смеси: Cu(OH)2 = CuO + Н2O (1)
3 балла
Количество вещества натрия и расчет по уравнению 1:
n(Na) = m/M = 4/23 = 0,174 моль
n(NaOH) = n(Na) = 0,174 моль; n(H2) = 0,5*n(Na) = 0,087 моль.
1 балл
Масса и количество вещества сульфата меди:
m(p-pa) =V*ρ = 40*1,1= 44 г; m(CuSO4) = w* m(p-pa) = 0,1*44 = 4,4 г
1 балл
n(CuSO4) = m/M = 4,4/160 = 0,0275 моль;
По уравнению 2: на 0,0275 моль CuSO4 потребуется 0,055 моль NaOH, следовательно, NaOH в
избытке, полученный раствор будет содержать NaOH и Na2SO4
1 балл
Расчет ведем по CuSO4: n(Cu(OH)2) = n(Na2SO4) = n(CuSO4) = 0,0275 моль
n(NaOH)изб. = 0,174 - 0,055 = 0,119 моль
1 балл
Масса осадка: по уравнению 3, n(CuO) = n(Cu(OH)2) = 0,0275 моль
m(CuO) = n*M = 0,0275*80 = 2,2 г
1 балл
Масса полученного раствора: m(p-pa2) = m(H2O) + m(Na) + m(p-pa1) – m(H2) – m(CuO);
m(H2) = n*M =0,087*2 = 0,174 г
m(p-pa2) = 100 + 4 + 44 – 0,174 – 2,2 = 145,6 г
1 балл
Массы веществ в растворе и массовые доли:
m(NaOH)изб. = n*M = 0,119*40 = 4,76 г; m(Na2SO4) = n*M = 0,0275*142 = 3,905 г
w(NaOH)изб. = m/m(p-pa2) = 4,76/145,6 = 0,0327 = 3,27%
1 балл
w(Na2SO4) = 3,905/145,6 = 0,0268 = 2,68%
Задача 2 (5 баллов)
В одинаковых по объёму сосудах содержится одинаковое число молекул, тогда 12,4 : 0.2
= 62 во столько раз молекулы белого фосфора тяжелее молекул водорода (в одинаковом
объёме). Во столько же раз одна молекула фосфора тяжелее одной молекулы водорода. (2
балла)
Так как молекула водорода состоит из двух атомов, то молекула белого фосфора в 124
раза тяжелее атома водорода. (1 балл)
Так как масса атома водорода равна 1, то относительная молекулярная масса белого
фосфора равна 124. (1 балл)
Число
атомов
фосфора
в
молекуле
белого
фосфора
равно
Mr(белого фосфора) : Ar(P) = 124 : 31 = 4 Ответ: Р4 (1 балл)
Задача 3 (5 баллов)
3.1. Поскольку объем газа в каждом случае один и тот же, количества вещества
газов по следствию из закона Авогадро тоже одинакова (n моль). Принимая массу колбы
за m0, получаем систему уравнений:
m0 + М(см)n = 104.328
(1)
m0 + 44n = 104.538
(2)
m0 + M(A)n = 104.243,
(3)
где M(см) – молярная масса смеси воздуха и кислорода, M(A) – молярная масса газа А.
Вычитая из (2) уравнения (1) и (3), получаем:
(44 – M(см))n = 0.210
(4)
(44 – M(А))n = 0.295
(5)
Разделим (4) на (5):
откуда M(А) = 1.4M(см) – 17.8
Найдем диапазон значений молярной массы газа А, рассмотрев предельные случаи:
для воздуха (29 г/моль) M(A) = 22.8 г/моль
для кислорода (32 г/моль) M(A) = 27.0 г/моль.
Таким образом, молярная масса газа А лежит в интервале 24.3 – 28.2 г/моль. Условию
задачи удовлетворяет лишь ацетилен с молярной массой 26 г/моль. Он реагирует с
хлороводородом с образованием винилхлорида:
СНСН + HCl  CH2=CHCl
А
B
При нагревании винилхлорида (40 − 70 оС) под давлением 5 − 10 атм в присутствии
соединений, которые распадаются на радикалы (пероксиды, азосоединения), образуется
поливинилхлорид:
ROOR
n CH2= CH
CH2 CH
Cl
n
Cl
поливинилхлорид (C)
Поливинилхлорид
применяется
как
заменитель
кожи,
для
изготовления
труб,
изоляционных материалов, оконных профилей, линолеума.
Рекомендации по оценке решения
За нахождение диапазона молярных масс газа А
16
За установление природы веществ А, B и С – по 1 баллу
3
За реакции превращения A  B, B  C – по 2 балла
4
За области применения вещества С
2
Всего
25 баллов
Задача 4 (10 баллов)
Искомый углеводород не является метаном, т.к. плотность метана по водороду равна
восьми. 1 балл
Горение углеводорода СxНy описывается схемой реакции:
СxНy + (ч + 0,25у)О2 = хСО2 + 0,5уН2О … + О2 остаток 2 балла
Количество вещества углекислого газа в х раз больше количества вещества исходного
углеводорода. Количественные соотношения равны объемным, следовательно, объем
углекислого газа в х раз больше объема исходного углеводорода. 1 балл
Так как сумма объемов углекислого газа и остаточного кислорода составляет 120 мл,
то 50х + V(О2)ост. = 120, откуда 50х < 120
и х < 2,4. 2 балла
По условию х не равен единице (искомый углеводород не является метаном), х < 2,4 и не
может быть дробным числом, следовательно, х = 2.
2 балла
Тогда по уравнению: 50х + V(О2)ост. = 120 Отсюда объем избыточного кислорода
составляет V(О2)ост. = 120 – 50 x 2 = 20 мл. 2 балла
Задача 5 (баллов)