Всероссийская олимпиада школьников 2-й (муниципальный) этап 10-й класс, 2011-2012 учебный год

Всероссийская олимпиада школьников
2-й (муниципальный) этап
10-й класс, 2011-2012 учебный год
Задание 10-1. Соль угольной кислоты содержит 27,38 % металла по
массе. Найдите формулу этой соли, если известно, что металл одновалентен.
(5 баллов).
Решение:
1) Запишем формулу карбоната в виде M2CO3.
обозначим х – относительную атомную массу металла.
(1 балл).
2)Тогда можно записать уравнение: 2х/(2х+60)=0,2738. Решение уравнения
даёт х = 11,3.
(1 балл).
3) Металла с такой атомной массой не существует. Значит рассматриваемая
соль – не карбонат.
(1 балл).
4) Кроме карбонатов угольная кислота образует гидрокарбонаты, запишем
формулу соли в виде MHCO3. Можно составить уравнение: Х/(Х+61)=0,2738.
Решение уравнения даёт Х = 23. Значит, металл – натрий, а соль –
гидрокарбонат натрия NaHCO3.
(2 балла).
Всего 5 баллов.
Задание 10-2. При сгорании смеси 5 л (н.у.) пропана с 3 л (н.у.) другого
газообразного углеводорода образовалось 21 л (н.у.) углекислого газа и 23,3
г воды. Найдите формулу второго углеводорода. Опишите физические
свойства и применение пропана. (10 баллов).
Решение:
1) Запишем уравнение реакции горения пропана:
C3H8 + 5O2= 3CO2 + 4H2O
(1 балл).
2) В соответствии с этим уравнением из 5 л пропана образуется 15 л
углекислого газа и 16,07 г воды.
(2 балла).
3) Расчёт показывает, что при сгорании 3 л второго газа образовалось 6 л
углекислого газа и 7,23г воды
(2 балла).
4) При сгорании 1моль второго газа образуется 2 моль СО2 и
(7,23/18):(3/22,4) = 3 моль воды.
(2 балла).
5) Значит, 1 молекула второго углеводорода содержит 2 атома углерода и 6
атомов водорода. Значит, второй газ – этан.
(1 балл).
За свойства и применение – (2 балла).
Всего 10 баллов.
Задание 10-3. Прокаливание на воздухе 5,8 г карбоната неизвестного
металла привело к образованию 3,867 г оксида этого металла и 1,12 л (н.у.)
углекислого газа. Найдите металл и напишите уравнение протекающей
реакции. (10 баллов).
Решение:
1) Рассчитаем массу полученного углекислого газа:
m(CO2)=44* 1,12/22,4 = 2,2г.
(1 балл).
2) Тогда масса продуктов реакции больше массы исходного карбоната на
2,2+3,867 - 5,8 = 0,267 г.
Это может быть только, если в реакции участвовал кислород воздуха.
(2 балла).
3) Установить металл возможно по соотношению количества СО2 и исходного
карбоната. v(CO2)=0,05 моль
M2(CO3)x  х CO2 .
(1 балл).
(1 балл).
n(M2(CO3)x)=5,8/(2Mr +60х),
тогда 5,8/(2Mr +60х)=0.05/х,
откуда Mr=28х
4) При х=2 получаем Mr = 56 (железо)
(2 балла).
(1 балл).
5) v(O2) = 0,267/32 = 0,00834 моль, что составляет 1/6 от количества
исходного карбоната. С учётом этого уравнение реакции при прокаливании
запишется так:
6 FeCO3 + O2  2 Fe3O4 + 6 CO2
(2 балла).
Всего 10 баллов.
Задание 10-4. Напишите уравнения не менее четырёх реакций, которые
могут проходить при добавлении в водный раствор нитрата алюминия
избытка лития. (5 баллов).
Решение:
1) 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2
2) 3LiOH + Al(NO3)3 = 3LiNO3 + Al(OH)3
3) NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]
или 3NaOH + Al(OH)3 = Na3[Al(OH)6]
или NaOH + Al(OH)3 +2H2O = Na[Al(H2O)2(OH)4]
4) 8Li + LiNO3 + 6H2O  9 LiOH + NH3
По 1 баллу за каждую из первых трех реакций и 2 балла за четвертую. В
случае, если приведена реакция восстановления нитрат аниона, однако
продуктом восстановления является не аммиак, – то 1 балл. Реакции
вытеснения алюминия литием не оценивать.
Всего 5 баллов.
Задание 10-5. В пробирках находятся растворы соляной кислоты,
карбоната натрия, нитрата серебра и бромида калия. Опишите, как
распознать каждый из растворов, используя только их в качестве реактивов.
Составьте план определения в виде таблицы и напишите уравнения реакций.
(10 баллов).
Решение:
Уравнения протекающих реакций:
Na2CO3 + 2 HCl  2 NaCl + H2O + CO2
AgNO3 + HCl  AgCl + HNO3
Na2CO3 + AgNO3  2 NaNO3 + Ag2CO3
AgNO3 + KBr  KNO3 + AgBr 
HCl
Na2CO3
(по 1 баллу за реакцию).
AgNO3
HCl
///////////////////  выделяется
///
сразу
Na2C
O3
 выделяется не ////////////////////  белый
///
сразу,
необходим
избыток кислоты
Нет эффекта
AgNO
 белый
аморфный
(обильный)
 желтоватый
3
 белый
 белый
аморфный
(обильный)
KBr
/////////////////
///
Нет эффекта
KBr
Нет эффекта
Оформление таблицы
Нет эффекта
 желтоватый
////////////////////
////
(4 балла).
Итак: нитрат серебра дает три осадка, а бромид калия – только один. По
этому признаку их можно распознать.
(1 балл).
Карбонат натрия и соляная кислота дают по одному разу осадок и газ. Их
можно распознать по реакции между собой. При приливании раствора
карбоната к соляной кислоте газ выделяется сразу, а при обратном порядке
сливания газ выделяется только после приливания достаточно большого
количества кислоты, так как сначала образуется гидрокарбонат, а только
затем он реагирует с соляной кислотой с выделением углекислого газа.
(1 балл).
Всего до 10 баллов.