Задания теоретического тура II городского (районного) этапа (2004/05 учебный год)

Задания теоретического тура
II городского (районного) этапа
(2004/05 учебный год)
9 класс
9-1. Карбонат бария нагрели на воздухе до 1200оС, а затем медленно охладили до
комнатной температуры. Через водную суспензию твердого остатка, пропустили
газообразный продукт этой реакции. Осадок отфильтровали, а к фильтрату добавили
подкисленный раствор йодида калия. Образующееся вещество дает синее окрашивание с
крахмалом.
О каких процессах идет речь?
Приведите уравнения всех реакций.
9-2. 6,35 г бинарного соединения X состоящего из элементов Y и Z растворили в воде
и к образовавшемуся раствору добавили избыток раствора щелочи при этом выпал осадок
вещества G массой 5,80 г. Прокаливание G, являющегося оксидом, приводит к
уменьшению его массы на 6,90%.
Определите вещества X и G, элементы Y и Z. Напишите все уравнения реакций.
Назовите известные вам соли элементов Y и Z, хорошо растворимые в воде.
9-3. 5,000 г амальгамы некоторого металла растворили в избытке концентрированной
азотной кислоты. Полученный раствор выпарили, а остаток прокалили в вытяжном шкафу
при 400оС до постоянной массы, равной 0,405 г. Полученное после прокаливания
вещество не растворяется в воде, но хорошо растворяется в концентрированном растворе
щелочи. При восстановлении углем можно получить 0,325 г чистого металла.
Определите качественный и количественный (в массовых долях) состав амальгамы.
9-4. Восстановите левую часть уравнений не изменяя коэффициентов.
1) … + … → 2K2CO3 + 5O2
2) … + … → 5KCl + 3P2O5
3) … + … → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O
4) … + … → 2FeCl2 + J2 + 2KCl
5) … + … → 2CaCO3 + 2H2O
Где используются или могут быть использованы эти процессы. Приведите по одному
примеру.
9-5. Вещество X оранжевого цвета массой 9,20 г при нагревании без доступа воздуха
разлагается с образованием 2,24 л азота (н.у.) и простого твердого вещества Y желтого
цвета, образованного элементом Z. Вещество Y горит на воздухе с образованием газа с
резким запахом, молярная масса X в 5,75 раза больше атомной массы элемента Z.
Вещество X при нагревании реагирует с водой, соляной кислотой, щелочью.
Определите вещества X и Y. Ответ подтвердите расчетами и уравнениями реакций.
Решение заданий теоретического тура
II городского (районного) этапа (2004/05 учебный год)
9 класс
9-1.
о
1200 С
1. BaCO3 → BaO + CO2
2. 2BaO + O2 → 2BaO2 при медленном охлаждении
3. BaO2 + H2O + CO2 → BaCO3↓ + H2O2
4. H2O2 + 2KJ + H2SO4 → J2↓ + K2SO4 + 2H2O
5. С крахмалом J2 – синее окрашивание
Оценка задания
1. За реакцию 1
1. За реакции 2 – 4
2. За указание на окрашивание
Итого:
1 балл
2 · 3 = 6 баллов
1 балл
8 баллов
9-2. G оксид элемента Y. Его формула – Y2On
6,9% это кислород, тогда а – А(Y) → 16n/2a+16n = 0,069 → a=108n
n=1
a=108 Y=Ag
G=Ag2O
ν(Ag2O) = 58,232 = 0,025 моль
ν(Ag) = 0,05 моль
если AgZ, то М(AgZ) = 6,35/0,05 = 127
и Z =F
X – AgF; Y – Ag; Z – F; G – Ag2O;
2AgF + 2NaOH → Ag2O↓ + 2NaF + H2O
t
2Ag2O → 4Ag + O2
Растворимые а) AgF, AgNO3, AgClO4, CH3COOAg
б) NaF, KF, RbF, CsF, AgF, TlF, NH4F и т.д.
Оценка задания
1. За определение веществ
2. За нахождение Ag
3. За нахождение F
4. За уравнения реакций
5. За растворимые соли не менее 3 по а) и
б)
Итого:
0,5 · 4 = 2
балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 · 1 = 2 балла
10 баллов
9-3.
1) Hg + 4HNO3 → Hg(NO3)2 + 2NO2 + H2O
2)
3)
4)
о
400 С
Hg(NO3)2 → Hg↑ + 2NO2↑ + O2↑
2Me(NO3)n → Me2On + 2nNO2 + n/2O2
Me2On + nC → 2Me + nCO
A(Me) = x
ν(Me) = 2ν(Me2On)
0,325/x = 2 ∙ 0,405/2x+16n → x = 32,6n
при n = 2, x = 65,2 металл Zn
3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O (возможно выделение NO2)
2Zn(NO3)2 → 2ZnO + 4NO2 + O2
ZnO + С → Zn + CO
ZnO + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4]
ω(Zn) = 0,325 ∙ 100%/5 = 6,5%
ω(Hg) = 93,5%
Оценка задания
1. Уравнения реакций
2. За установление металла
3. За нахождение состава
Итого:
9-4.
1) 4KO3 + 2CO2 → 2K2CO3 + 5O2
2) 6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5
3) 2KMnO4 + 16HCl → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O
4) 2FeCl3 + 2KJ → 2FeCl2 + J2 + 2KCl
6 · 1 = 6 балла
2 балла
2 балла
10 баллов
5) Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3 + 2H2O
Оценка задания
1. Уравнения реакций
2. За указание использования
Итого:
5 · 1 = 5 баллов
5 · 1 = 5 баллов
10 баллов
9-5. Вещество Y – сера
1) S + O2 → SO2
ν (N2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль
ν(N) = 0,2 моль
m(S) = m(X) – m(N) = 9,2 – 0,2 ∙ 14 = 6,4 г
ν(S) = 0,2 моль
X – SaNb
a : b = 0,2 : 0,2 = 1 : 1
Простейшая формула SN
Истинная (SN)n
М = 5,75 ∙ 32 = 184
n = 184/46 = 4
Истинная формула S4N4 – тетранитрид тетрасеры
2) S4N4 + 6H2O → 4NH3 + S + 3SO2
3) S4N4 + 4HCl + 6H2O → 4NH4Cl + S + 3SO2
4) S4N4 + 6NaOH + H2O → 4NH4OH + S + 3Na2SO3
Оценка задания
1. За уравнение 1
2. За уравнения 2 – 4
3. За
нахождение
простейшей
формулы
4. За нахождение истинной формулы
5. За название
Итого:
1 балл
2·3 =6
баллов
1 балл
1 балл
1 балл
10 баллов
Задания теоретического тура
II городского (районного) этапа
(2005/06 учебный год)
9 класс
9-1. Известно, что хромат-ион является сильным окислителем в водной среде.
Допишите продукты и расставьте коэффициенты в приведенных уравнениях реакций.
Приведите их сокращенные ионные уравнения. Объясните, почему хромат аммония
нельзя получить пропусканием аммиака в раствор хромовой кислоты. Подтвердите это
уравнением реакции.
1. K2CrO4 + BaCl2 → KCl + ...
2. K2CrO4 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + ...
3. K2CrO4 + Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2O + K2SO4 + ...
4. H2CrO4 + KOH → H2O + ...
5. K2CrO4 + HCl → Cl2 + KCl + H2O + ...
6. K2CrO4 + KJ + H2O → J2 + KOH + ...
9-2. Иодид калия и нитрат свинца реагируют в водном растворе. В серии
экспериментов измеряли массы нитрата свинца и йодида калия, сохраняя постоянной их
сумму: 10,000 г. Образующийся осадок промывали и высушивали до постоянной массы.
Результаты экспериментов приведены в таблице:
№ опыта Масса нитрата свинца, г Масса осадка, г
1
1,000
1,384
2
2,000
2,776
3
3,000
4,186
4
6,000
5,556
5
8,000
2,782
Поясните полученные результаты математическими
максимальную массу осадка и массы исходных веществ.
расчетами.
Вычислите
9-3. Оксид неметалла массой 9,60 г добавили к 140,4 г 10%-го раствора гидроксида
натрия. В результате реакции образовался раствор с массовой долей соли 11,36%.
Определите формулы оксида и соли. Рассчитайте массовую долю щелочи в конечном
растворе.
9-4. При 298К к 100 мл неизвестной жидкости А, представляющей собой 1%-й раствор
индивидуального вещества Б, добавили равный объем воды. В результате взаимодействия
выделилось 6,60 л (н.у.) двухатомного горючего газа В. Нерастворимые в воде вещества
отделили фильтрованием, в результате получили примерно 90 мл раствора вещества Г.
Определите, что представляет собой жидкость А и вещества Б, В,Г. Ответы
подтвердите расчетами.
9-5. Добавление избытка раствора карбоната натрия к раствору, полученному при
взаимодействии металла А с водой, привело к выпадению осадка В.
Осадок В отделили и растворили в избытке бромоводородной кислоты. Осадок после
упаривания раствора досуха и высушивания представляет вещество С.
Определите вещества А,В,С, если масса вещества С в 5 раз превышает массу А, а
масса В в 2 раза меньше массы С. Приведите уравнения реакций.
Решение заданий теоретического тура
II городского (районного) этапа
(2005/06 учебный год)
9 класс
9-1.
1. K2CrO4 + BaCl2 = 2KCl + BaCrO4↓
CrO42- + Ba2+ = BaCrO4↓
2. 2K2CrO4 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + K2Cr2O7
2CrO42- + 2H+ = H2O + Cr2O723. 2K2CrO4 + 3Zn + 8H2SO4 = 3ZnSO4 + 8H2O + 2K2SO4+ Cr2(SO4)3
2CrO42- + 3Zn + 16H+ = 3Zn2+ + 8H2O + 2Cr3+
4. H2CrO4 + 2KOH = 2H2O + K2CrO4
H+ + OH- = H2O
5. 2K2CrO4 + 16HCl = 3Cl2 + 4KCl + 8H2O + 2CrCl3
2CrO42- + 16H+ + 6Cl- = 3Cl2 + 8H2O + 2Cr3+
6. 2K2CrO4 + 6KJ + 8H2O = 3J2 + 4KOH + 2K3[Cr(OH)6]
2CrO42- + 6J- + 8H2O = 3J2 + 4OH- + 2[Cr(OH)6]2Между NH3 и H2CrO4 протекает реакция
7. 2NH3 + 2H2CrO4 = Cr2O3 + N2 + 5H2O
Оценка задания
За уравнения 1,2,4 по 0,5 баллов
За уравнения 3,5,6,7 по 1 баллу
Итого:
0,5 ∙ 6 = 3 балла
1 ∙ 7 = 7 баллов
10 баллов
9-2. Pb(NO3)2 + 2KJ = PbJ2↓ + 2KNO3
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Опыт 5
υ(Pb(NO3)2)=0,003 моль
υ(KJ)=0,054 моль
KJ в избытке, υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)
υ(Pb(NO3)2)=0,006 моль
υ(KJ)=0,048 моль
KJ в избытке, υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)
υ(Pb(NO3)2)=0,009 моль
υ(KJ)=0,042 моль
KJ в избытке, υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)
υ(Pb(NO3)2)=0,018 моль
υ(KJ)=0,024 моль
KJ в недостатке, υ(PbJ2)=1/2 υ(KJ)
υ(Pb(NO3)2)=0,024 моль
υ(KJ)=0,012 моль
KJ в недостатке, υ(PbJ2)=1/2 υ(KJ)
Максимальная масса осадка образуется, когда вещества взяты в стехиометрических
соотношениях.
Если υ(Pb(NO3)2)=Х υ(KJ)=2Х, тогда
331Х + 2 ∙ 166Х = 10
Х=0,015 моль
υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)=0,015 моль υ(KJ)=0,03 моль
m(PbJ2)=0.015 ∙ 461=6,915 г
m(Pb(NO3)2)=m(KJ)=5,0 г
Оценка задания
1. За уравнение реакции
2. За вычисления 1 – 5 по 1 баллу
3. За объяснение максимальной массы
4. За нахождение Х
5. За нахождение масс по 0,5 балла
Итого:
0,5 балла
5 ∙ 1 = 5 баллов
1 балл
2 балла
3 ∙ 0,5 = 1,5
балла
10 баллов
9-3.
Пусть формула оксида неметалла Э2Ох
Общее уравнение реакции 2NaOH + Э2Ох = Na2Э2Ох+1 + H2O
Если х – четное число = 2у, тогда 2NaOH + ЭОу = Na2ЭОу+1 + H2O
m(конеч. р-ра) = 9,6 + 140,4 = 150 г,
тогда масса соли: m(соли) = 150 ∙ 0,1136=17,04 г.
Масса соли отличается от массы оксида на массу Na2O, следовательно
m(Na2O)= 17,04 – 9,6=7,44 г
υ(Na2O)= υ(оксида)=0,12 моль для четных х и υ(оксида)=1/2 υ(Na2O) для нечетных х.
Тогда для четных М(ЭОу)=9,6/0,12=80 г/моль
при у=3 М(Э) = 32. Это S – сера, SO3 – оксид серы (VI)
При других вариантах разумного решения нет.
2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O
υ(NaOH)исх.=140,4 ∙ 0,1/40=0,351 моль
υ(NaOH)ост.=0,351 – 2 ∙ 0,12= 0,111 моль
ω(NaOH)= 0,111 ∙ 40 ∙ 100%/150=2,96%
Оценка задания
За составление уравнения в общем виде
За нахождение m(р-ра), m(соли), m(Na2O),
m(оксида) по 1 баллу
За установление элемента и оксида по 1 баллу
За нахождение массовой доли NaOH
Итого:
2 балла
4 балла
2 балла
2 балла
10 баллов
9-4.
1. Горючий двухатомный газ СО, или Н2 , но в реакциях с участием воды может быть
только Н2.
2. Он может выделяться при указанных условиях, только в реакциях металлов первой
и третьей групп главной подгруппы.
3. Жидкость А, либо раствор металла в органическом растворителе (мало вероятно),
либо в ртути, т.е. это амальгама.
4. Происходит реакция Me + nH2O = Me(OH)n + n/2 H2, где n – валентность металла 1 –
3.
5. Учитывая плотность ртути 13,55 г/мл
m(жидкости А)=135,5 г, а m(Ме)=13,55 г
υ(Н2)=n/2 υ(Me)=V/Vm=6,6/22,4=0,295 моль υ(Ме)=0,59/n моль
при n=1 М(Ме)=22,97 г/моль, что соответствует Na
Реакция 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
υ(H2O)вст.= υ(Na)=0,59 моль
m(H2O)=0,59 ∙ 18=10,6 г
m(H2O)ост.=100 – 10,6 =89,4 г ≈ 90 мл
А – амальгама натрия, Б – натрий, В – водород, Г – гидроксид натрия
Оценка задания
6.
7.
8.
9.
1. За пункты 1 – 8 по 1 баллу
2. За расчет пункта 9
Итого:
8 ∙ 1 = 8 баллов
2 балла
10 баллов
9-5.
1. В – карбонат металла. Нерастворимы только карбонаты двухвалентных металлов.
2. Металл А – щелочноземельный, т.к. он реагирует с водой и дает нерастворимые
карбонаты.
3. Уравнения реакций
Me + 2H2O = Me(OH)2 + H2↑
Me(OH)2 + Na2CO3 = MeCO3 + 2NaOH
MeCO3 + 2HBr = MeBr2 + CO2↑ + H2O
4. M(Me) = x, тогда
m(С)/m(А) = М(MeBr2)/M(Me) = (x+160)/x = 5
тогда х =40 г/моль, Ме= Ca
5. m(С)/m(B) = М(CaBr2)/M(CaCO3) = (200)/100 = 2
6. A – Ca, B – CaCO3, C – CaBr2
7. Уравнения реакций
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaOH
CaCO3 + 2HBr = CaBr2 + CO2↑ + H2O
Оценка задания
1. За обоснования 1,2
2. За уравнения по 1 баллу
3. За нахождение Ca
4. За проверку 5
5. За вещества по 1 баллу
Итого:
1 балл
3 ∙ 1 = 3 балла
2 балла
1 балл
3 ∙ 1 = 3 балла
10 баллов
Задания теоретического тура
II городского (районного) этапа
(2006/07 учебный год)
9 класс
9-1. При пропускании избытка сероводорода через раствор, содержащий 0,8 г
некоторой соли серной кислоты, выпало 0,48 г осадка.
Определите, соль какого металла содержалась в исходном растворе.
9-2. К смеси порошков двух простых веществ А (темно-серого цвета) и Б (серебристобелого цвета) добавили несколько капель жидкости В. При этом произошла бурная
реакция образования вещества Г. При растворении вещества Г в избытке раствора
гидроксида натрия образуется прозрачный раствор. В этот раствор пропустили небольшое
количество хлора, в результате чего выпал белый осадок Д, а раствор окрасился в бурый
цвет. Если же вещество Г растворить в растворе аммиака, то осадок Д выпадает сразу же.
Определите вещества А, Б, В, Г, Д и напишите уравнения упомянутых реакций.
9-3. Твердое вещество X массой 2 г обработали хлором и получили единственный
продукт Y, жидкий при нормальных условиях. При внесении продукта Y в большой
избыток воды образуется 1,5 г исходного вещества X. Из получившегося сильнокислого
раствора при нагревании выделяется газ Z с плотностью по воздуху 2,2. При окислении
кислородом исходной навески вещества X можно выделить в 4 раза больше газа Z, чем из
раствора, полученного при внесении Y в воду.
Определите вещества X, Y и Z. Напишите уравнения описанных реакций.
9-4. При нагревании 1,000 г некоторой соли образуется три оксида: твердый (0,878 г),
жидкий (0,0354 г) и газообразный (0,0866 г) (агрегатное состояние приведено для 25 оС и
1 атм.).
С помощью расчетов определите формулу соли и напишите реакцию ее разложения.
9-5. Рассмотрите приведенную схему процессов и установите все участвующие
вещества. Напишите уравнения всех приведенных реакций, дайте им названия:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
Известно, что А и Ж – желто-зеленые газы резкого запаха, И – желто-бурый газ
резкого запаха, Д – бесцветный газ; очищенные вещества В, Ж, И термически
неустойчивые, вещество Г входит в состав ряда пиротехнических смесей.
Решение заданий теоретического тура
II городского (районного) этапа
(2006/07 учебный год)
9 класс
9-1. Обозначим соль серной кислоты как Me2(SO4)n, где n – степень окисления
металла Me.
Me2(SO4)n + nH2S = nH2SO4 + Me2Sn
1 моль
1 моль
Пусть x – относительная атомная масса металла Me, тогда
M(Me2(SO4)n) = 2x + 96n
M(Me2(SO4)n) = (2x + 96n) г/моль,
M(Me2Sn) = 2x + 32n M(Me2Sn) = (2x + 32n) г/моль,
(Me2(SO4)n) = 0,8 / (2x + 96n),
(Me2Sn) = 0,48 / ( 2x + 32n),
а по уравнению реакции
(Me2(SO4)n) = (Me2Sn)
составим уравнение:
0,8 / (2x + 96n) = 0,48 / ( 2x + 32n),
решая которое, получаем х = 32n.
Подставляя значения степени окисления (n), рассчитываем Ar(Me), то есть х:
при n = 1
Ar(Me) = 32, металла с такой атомной массой нет;
при n = 2
Ar(Me) = 64, подходит медь Cu;
при n = 3
Ar(Me) = 96, металла с такой атомной массой нет;
другие значения не подходят.
О т в е т: Металл – медь. Соль – CuSO4.
Оценка заданий
1. За уравнение
2. За расчет и нахождение металла
Итого:
2 балла
6 баллов
8 баллов
9-2. А – I2; Б – А1; В – Н2О; Г – AlI3; Д – А1(ОН)3
2Al + 3I2 = 2AlI3
AlI3 + 4NaOH = Na[Al(OH)4] + 2NaI
2NaI + C12 = 2NaCl + I2
Na[Al(OH)4]+ Cl2 = 2Al(OH)3 |+ NaCl + NaClO + H2O
AlI3 + 3NH3 + ЗН2О = 3NH4I + Al(OH)3
Оценка задний
1. За вещества по 1 баллу
2. За уравнения по 1 баллу
Итого:
5∙1=5
баллов
5 ∙1 = 5
баллов
10 баллов
9-3. M(в-ва) =29 ∙ 2,2 = 64 (г/моль). Это соответствует SО2, который способен
выделяться из кислого раствора.
Значит, вещество X, реагирующее с С12 и О2, – сера. Вещество Y – хлорид серы. Им
может быть S2Cl2, SCl2, SCl4.
Уравнения реакций галогенидов серы с водой:
2S2Cl2 + ЗН2О = Н2SО3 + 4HCl + 3S
(1)
2SCl2 + 3H2O = H2SO3 + 4HCl + S
(2)
SC14 + 3H2O = H2SO3 + 4HC1
(3)
Для нахождения формулы хлорида серы следует учесть, что при реакции его с водой
выделяется 3/4 исходной навески серы. Этому условию удовлетворяет S2Cl2 (см.
уравнение (2)). Из уравнения (2) следует, что только 1/4 часть серы, прореагировавшая с
хлором, дает при реакции с водой SО2.
Таким образом, вещества: X – S, Y – S2Cl2, Z – SO2.
Оценка заданий
1. За молярную массу газа и указание SO2
2. За вещества по 1 баллу
3. За уравнения 1 и 2 по 2 балла
4. За уравнение 3
5. За учет выделившейся серы
Итого:
1 балл
3∙1=3
балла
2∙2=4
балла
1 балл
1 балл
10 баллов
9-4. В химических превращениях, записанных в виде схем 1 – 8, имеются в виду
следующие вещества:
А – хлор Cl2, желто-зеленый газ, Б – хлорид калия KCl, белое кристаллическое
вещество,
В – гипохлорит калия KClO, термически неустойчив, при хранении
разрушается, Г – хлорат калия KClO3, “бертолетова соль”, белое кристаллическое
вещество, Д – кислород O2, бесцветный газ, Е – перхлорат калия KClO4, белые кристаллы,
Ж – оксид хлора(IV) ClO2, газ, цвет желтый, при нагревании взрывается, З – хлорит калия
KClO2, термически неустойчивая соль, при хранении разрушается, И – оксид хлора (I)
Cl2O, неустойчивый газ, цвет которого описывается как бурый или желто-коричневый.
Уравнения реакций:
Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H2O
(1)
3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O
(2)
2KClO3 = 2KCl + 3O2
(3)
4KClO3 = KCl + 3KClO4
(4)
2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4 = 2ClO2+ 2CO2+ 2KHSO4 + 2H2O
(5)
2ClO2 + 2KOH = KClO2 + KClO3 + H2O
(6)
3KClO = 2KCl + KClO3
(7)
2KClO + 2H2SO4 = 2KHSO4 + Cl2O + H2O
(8)
Оценка заданий
1. За вещества по 0,25балла
2. За уравнения с коэффициентами по 1 баллу
Итого:
8 ∙ 0,25 = 2 балла
8 ∙ 1 = 8 баллов
10 баллов
9-5. Наиболее вероятным жидким оксидом является вода. Исходя из этого определим
молярную массу газообразного оксида: 0,0866/(0,0354/18) = 44. Наиболее вероятный
оксид с такой массой – CO2. Тогда первоначальная соль является основным карбонатом
тяжелого металла, разлагающимся по уравнению: (MOH)2CO3 = 2MO + H2O + CO2 (для
двухвалентного металла).
Определим молярную массу оксида металла: 0,878/(0,0354/18) = 446,4 ∙ n. В случае
двухвалентного металла n (соотношение между коэффициентами перед водой и оксидом
металла в уравнении разложения соли) составляет 0,5. Получаем молярную массу оксида
металла 223,2, которая соответствует PbO.
О т в е т: (PbOH)2CO3 = 2PbO + H2O + CO2
Оценка заданий
1. За установление продуктов разложения (H2O и CO2) по 1 баллу
2. За уравнения с коэффициентами
3. За установление оксида и соотношения оксид: вода
Итого:
2 ∙ 1 = 2 балла
2 балла
4 балла
8 баллов
Задания муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников
по химии 2009-2010 гг.
Время выполнения 4 часа
9 класс
9-1. Природный минерал лангбейнит содержит 23,2% (по массе) серы, 46,4% кислорода,
также калий и магний. Определите формулу минерала. Представьте ее в виде устойчивых
химических соединений.
9-2. Сульфид меди растворили в избытке разбавленной азотной кислоты при кипячении.
Полученный раствор охладили и добавили к нему избыток раствора щелочи.
Образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили на плитке до постоянной массы.
Напишите уравнения описанных реакций, если известно, что масса осадка после
прокаливания равна массе исходного сульфида. Ответ поясните.
9-3. При взаимодействии 2,03 г смеси щелочного металла и его оксида с разбавленной
серной кислотой образовался раствор, содержащий 2,926 г соли. Установите металл и
определите массы веществ в исходной смеси.
9-4. Элементы А, Б, В образуют соединения друг с другом. Простое вещество А горит в
простом веществе Б, образуя газ с резким запахом. Дальнейшее взаимодействие вещества
Г с простым веществом Б в присутствии катализатора дает бесцветную жидкость Д,
которая ниже 17оС переходит в прозрачную твердую модификацию. Раствор вещества Е,
состоящего из элементов А и В, в веществе Ж, образованном из элементов Б и В, имеет
слабо кислую реакцию среды. Вещества Е и Ж однотипны по составу, но существенно
отличаются по свойствам. При взаимодействии Е с простым веществом Б получаются
вещества Г и Ж. При соединении вещества Д с Ж образуется сильный окислитель З,
который с веществом А дает вещества Г и Ж. Определите элементы А-В и вещества Г-З.
Напишите уравнения реакций, подтверждающие выводы.
9-5. Навеску металла растворили в разбавленной азотной кислоте. В результате
образовалось 195 мл раствора с плотностью 1,026 г/см3, в котором содержатся две соли с
массовыми долями 2,84% и 0,4%. Установите неизвестный металл и определите его массу,
если процесс протекает строго по одному уравнению реакции.
Решения и критерии оценки.
9 класс.
9-1.
Находим суммарную массовую долю калия и магния
100% - 23,2% - 46,4% = 30,4%
Обозначим содержание калия за x, тогда содержание магния будет (30,4 – x).
Воспользуемся уравнением электронейтральности, учитывая, что в природном
минерале, содержащем кислород, степень окисления серы будет равна +6.
(+1)x/39 + (+2)(30,4 – x)/24 +(+6)23,2/32 + (-2)46,4/16 = 0.
Решая уравнение, получаем x = 18,9%.
Следовательно, массовая доля калия составляет18,9%, магния 30,4 – 18,9 = 11,5%.
Формулу минерала представим в виде КХМgУSZOW, тогда
х:у:z:w = ωK/МК : ωМg/ММg : ωS/МS : ωО/МО = 18,9/39 : 11,5/24 : 23,2/32 : 46,4/16 =
0,485 : 0,479 : 0,725 : 2,899 = 1 : 1 : 1,5 : 6 = 2 : 2 : 3 : 12.Следовательно, минерал имеет
формулу К2Мg2S3O12 или К2SO4 ∙ 2МgSO4.
Оценка задачи:
1. За указание степени окисления серы
2. За нахождение содержания калия и магния
3. За установление брутто-формулы минерала
4. За написание формулы в виде устойчивых соединений
1 балл
4 балла
4 балла
1 балл
Итого: 10 баллов
9-2.
1. 3 Cu2S + 16 HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 10NO + 3 CuSO4 + 8 H2O или
3 Cu2S + 22 HNO3 = 6 Cu(NO3)2 + 10NO + 3 H2SO4 + 8 H2O
2. Cu(NO3)2 + 2NаOН = Cu(OН)2 + 2 NаNO3 или
CuSO4 + 2NаOН = Cu(OН)2 + Nа2SO4
3. Cu(OН)2 = CuO + H2O
По условию задачи масса полученного оксида меди (II) равна массе исходного
сульфида. Такому условию удовлетворяет только сульфид меди (I), что вытекает из
соотношения ν(CuO) = 2ν(Cu2S).
М(CuO) = 80 г/моль; М(Cu2S) = 160 г/моль. Для сульфида меди (II) CuS это условие не
выполняется, т.к. ν(CuO) = ν(CuS), а М(CuO) ≠ М(CuS).
Оценка задачи:
1. За установление формулы сульфида с пояснением
2. За уравнение 1
3. За уравнения 2,3 по 2 балла
3 балла
3 балла
4 балла
Итого: 10 баллов
9-3.
Уравнения реакции имеют вид:
1. 2Ме + H2SO4 = Ме2SO4+ H2
2. Ме2О + H2SO4 = Ме2SO4+ H2O
Для решения задачи недостаточно количественных данных. Поэтому
обозначим молярную массу щелочного металла за х. В реакцию с
кислотой вступает металл и его оксид, отношение масс полученного
сульфата и исходной смеси должно отвечать неравенству: Мсоли /Моксида <
mсоли/mсмеси < Мсоли/Мметалла.
Подставляя значения получаем (2х +96)/(2х +16) < 1,44 < (2х +96)/2х
После решения неравенств получаем 83< х <109, что соответствует
рубидию с молярной массой 85 г/моль.
Далее, обозначим количество вещества металла за а моль, оксида – b моль
и, используя уравнения реакций, выразим массу смеси и массу сульфата:
85а +166b = 2,03
(0,5а +b)∙266 = 2,926.
Решением системы уравнений находим: а = 0,002 моль; b = 0,01 моль.
Следовательно, масса рубидия составляет 0,17 г; масса его оксида – 1,86 г.
Оценка задачи:
1. За уравнения реакций по 1 баллу
2. За установление металла с доказательством
3. За нахождение массы веществ по 1,5 балла
2 балла
5 баллов
3 балла
Итого: 10 баллов
9-4.
Из анализа поведения веществ и их свойств следует:
А – сера; Б – кислород; В – водород.
Г – оксид серы (IV); Д – оксид серы (VI); Е – сероводород; Ж – вода; З – серная кислота.
1. S + O2 = SO2 ;
2. 2SO2 + O2 ↔ 2SO3;
3. H2S + H2O ↔НS- +Н3O+;
4. 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O;
5. SO3 + H2O = H2SO4;
6. 2H2SO4 + S = 3SO2 + 2H2O
Оценка задачи:
1. За вещества по 0,5 балла (8*0,5)
2. За уравнения реакций по 1 баллу
4 балла
6 баллов
Итого: 10 баллов
9-5.
Условию задачи отвечает реакция
8 Ме + 10х HNO3 = 8Ме(NO3)х + хNН4NO3 + 3х H2O, где х – степень окисления
металла, которая не может быть более 4. Исходя из уравнения, меньшее значение
массовой доли будет относиться к нитрату аммония. Находим массы нитратов:
m[Ме(NO3)х] = 195 ∙ 1,026 ∙ 0,0284 = 5,68 г;
m(NН4NO3) = 195 ∙ 1,026 ∙ 0,004 = 0,8 г.
Отсюда ν(NН4NO3) = 0,8/80 = 0,01 моль; ν[Ме(NO3)х] = 8/х ∙ ν(NН4NO3) = 0,08/х.
Молярная масса соли равна М[Ме(NO3)х] = m/ν = 5,68х/0,08 = 71х; молярная масса
металла –
М(Ме) = М[Ме(NO3)х] – хМ(NO3) = 71х – 62х = 9х.
Подставляя значения х от 1 до 4, получаем:
х = 1, М(Ме) = 9 г/моль; Ве, но его степень окисления равна 2;
х = 2, М(Ме) = 18 г/моль; но такого металла нет;
х = 3, М(Ме) = 27 г/моль; Аl, его степень окисления равна 3;
х = 4, М(Ме) = 36 г/моль; такого металла нет. Следовательно, ответ – алюминий.
Находим массу вступившего в реакцию алюминия: m(Al) = ν(Al) ∙ M(Al) = 0,08∙ 27 /3
= 0,72 г.
Оценка задачи:
1. За уравнение реакции
2. За установление металла с расчетом
3. За нахождение массы металла
2 балла
6 баллов
2 балла
Итого: 10 баллов