Олимпиада по химии.

Химия 9 класс
Задание 1.
«Магическое число семь»
Человечество давно питает особое пристрастие к числу семь. В древности существовало семь чудес света и семь царств. Какое
значение имело число «семь» в алхимии?
Алхимики считали, что в природе существует только семь металлов по числу известных в то время планет и что эти металлы
связаны со средой обитания человека, его душевным состоянием, днем недели и космосом. Поэтому металлы имели названия
планет, которые приведены в таблице.
Таблица. Алхимические обозначения металлов.
Металл
Планета
День недели
1.
Золото
Меркурий
Суббота
2.
Серебро
Марс
Четверг
3.
Железо
Солнце
Вторник
4.
Ртуть
Юпитер
Понедельник
5.
Олово
Сатурн
Воскресенье
6.
Медь
Луна
Пятница
7.
Свинец
Венера
Среда
Подберите каждому металлу (колонка 1) соответствующую планету (колонка 2) и день недели (колонка 3), с которым связано
название планеты (колонка 2).
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
1) Золото – Солнце (1,3); воскресенье (5).
2) Серебро – Луна (2,6); понедельник (4).
3) Железо - Марс (3,2); вторник (3).
4) Ртуть – Меркурий (4,1); среда (7).
5) Олово – Юпитер (5,4); четверг (2).
6) Медь – Венера (6,7); пятница (6).
7) Свинец Сатурн (7,5) суббота (1).
Задание 2.
«Распознай!»
Назовите вещества А, В и С, если известно, что они вступают в реакции, описываемые следующими схемами:
1) А + H2 → В
2) А + Н2О ↔ В + С
3) А + Н2О + SO2 → В + …
свет
4) С → В + …
Напишите полные уравнения реакций.
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
«А» - Сl2; «В» - HCl; «С» - HClO
1) Cl2 + H2 → 2НCl
2) Cl2 + Н2О ↔ HCl + HСlO
3) Cl2 + 2Н2О + SO2 → 2HCl + H2SO4
свет
4) 2HClO → 2HCl + O2
Задание 3.
«Химическое отбеливание»
Медные и серебряные изделия на воздухе темнеют. Воздух - сложная смесь газов, где, кроме кислорода и азота, есть углекислый
газ СО2, пары воды и небольшая примесь сероводорода Н2S. Они вызывают образование на поверхности медных изделий
веществ А и В. На поверхности серебряных изделий образуется тонкий слой вещества С. Вещество В и С – это соли одной и той
же кислоты. Чтобы удалить черноту, поверхность медного изделия протирают тампоном, смоченным в нашатырном спирте – 5%ом водном растворе аммиака. Для чистки серебряного изделия его заливают горячим водным раствором карбоната натрия,
добавляют гранулы цинка и выдерживают в течение нескольких часов.
1. Определите вещества А, В и С, которые вызывают почернение медных и серебряных изделий.
2. Составьте уравнения реакций образования веществ А, В и С.
3. Напишите уравнения реакций очистки медных и серебряных изделий.
4. Рассчитайте объем 5%-ного водного раствора аммиака (плотность 977г/л), который необходим для химического растворения
0,05кг вещества А.
5. Сколько цинка потребуется для «химического отбеливания» 40см 2 поверхности серебряных изделий, если содержание
вещества С составляет 0,02г/см2?
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
1) Вещество «А» - CuO; вещество «В» - CuS; вещество «С» - Аg2S
2) Составим уравнения реакций образования веществ «А», «В» и»С»:
2Cu + O2 = 2CuO
2Cu + 2Н2S + O2 = 2CuS + 2Н2О
4Аg + 2Н2S + O2 = 2Аg2S + 2Н2О
3)Уравнения реакций очистки медных и серебряных изделий:
CuO + 4NH3 + H2O = [Cu(NH3)4](OH)2
Аg2S + Zn + 3Na2CO3 + 4Н2О = 2Ag + Na2[Zn(OH)4] + NaHS + 3NaHCO3
4)Найдем количества веществ «А» - CuO и NH3; массу раствора аммиака и его объем:
n(CuO) = 50г : 80г/моль = 0,625моль
n(NH3) = 4n(CuO) = 4 · 0,625моль = 2,5моль.
Масса аммиака равна: m(NH3) = 2,5моль · 17г/моль = 42,5г.
Масса раствора аммиака и его объем: M(раствора) = 42,5г : 0,05 = 850г; V(раствора) = 850г : 977г/л = 0,870л.
5) Рассчитаем массу серебряного изделия: m(изделия) = 0,02г/см2 ∙ 40см2 = 0,8г.
Найдем количества вещества Аg2S и Zn : n(Аg2S) = 0,8г : 248г/моль = 0.003226моль
n(Zn) = 0,003226г/моль; m(Zn) = 0,003226моль ∙ 65г/моль = 0,21г.
Задание 4.
«Чист ли воздух?»
Воздух, загрязненный сероводородом, в течение пяти часов пропускали со скоростью 10 л/с через концентрированный раствор
гидроксида натрия, а потом добавили к этому раствору йодную воду до ее обесцвечивания. Выпавший желтый осадок взвесили и
установили, что его масса составляет 0,32г. Соответствует ли анализируемый воздух санитарным нормам, если предельно
допустимая среднесуточная концентрация (ПДКСС) сероводорода в воздухе на уровне 0,008 мг/м 3? Какой вывод можно сделать
по полученным данным?
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
1) Составим уравнение реакции:
Н2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O
Na2S + J2 = S↓ + 2NaJ
2) Найдем количество вещества серы: n(S) =0,32г : 32г/моль = 0,01моль
3) n(S) = n(Na2S) = n(H2S) = 0,01моль; m(Н2S) = 0,01г ∙ 34г/моль = 0,34г.
4) Найдем объем воздуха, пропущенного через раствор NaOH:
V(воздуха) = 10л/с ∙ 3600 с/ч ∙ 5ч = 180м 3.
Для сравнения полученных данных со значением ПДКСС необходимо перевести их в
одинаковую размерность: m(H2S) : V(воздуха) = 0,34 ∙ 1000(мг) : 180(м 3) = 1,89мг/м3.
Вывод: 1,89мг/м3 > 0,008мг/м3, что значительно выше санитарной нормы, анализируемый
воздух является опасным для окружающих.
Задание 5.
«Проведи мысленный анализ»
В склянках без этикеток находятся следующие вещества: сухие нитрат серебра, сульфид натрия, хлорид кальция; порошки
серебра и алюминия, а также соляная и концентрированная азотная кислоты. В вашем распоряжении имеются вода, горелка и
любое количество пробирок.
Составьте уравнения реакций и укажите признаки, по которым можно определить каждое из указанных веществ.
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
1) AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO
белый
2) CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2
белый
3)Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑
запах тухлых яиц
4) 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
бесцветный, без запаха
5) Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2↑ + H2O
бурый, с резким запахом
6) Na2S + 4HNO3 = 2NaNO3 + S↓ + 2NO2↑ + 2H2O
желтый
Задание 6.
«Окрашенный раствор»
При пропускании оксида серы (IV) через раствор перманганата калия образовался раствор, в котором массовая доля серной
кислоты равна 5%. Вычислите массовые доли остальных продуктов реакции в полученном растворе.
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
1) Составим уравнение реакции: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
2) Найдем массу 2моль H2SO4 – m(H2SO4) = 2моль ∙ 98г/моль = 196г.
3) Найдем массу 2моль MnSO4 – m(MnSO4) = 2моль ∙ 151г/моль = 302г.
4) Найдем массу 1моль К2SO4 – m(К2SO4) = 1моль ∙ 174г/моль = 174г.
5) Массовая доля каждого вещества равна: ω(в-ва) = m(в-ва) : m(р-ра). Поскольку все эти
вещества находятся в одном растворе (т.е., масса раствора для них одинакова), то отношение
их массовых долей равно отношению масс:
ω(К2SO4) : ω(H2SO4) = m(К2SO4) : m(H2SO4) =
174 : 196; откуда ω (К2SO4) = 0,05 ∙ (174 : 196) = 0.04 или 4,4%.
6) ω(MnSO4) : ω(H2SO4) = m(MnSO4) : m(H2SO4) = 302 : 196, откуда
ω(MnSO4) = 0.05 ∙ (302:196) =0,077 или 7,7%.