Городская химическая олимпиада учащихся 8 классов, 2013

Решения

Тест

Номер задание
Ответ

Задачи

1. Русский химик и минералог В.М. Севергин в 1804 году писал: «Имея железный купорос, можно бы приготовлять в России и купоросную кислоту». Термины «купоросная кислота» и «купоросное масло» встречались в России уже в XVII веке.

1.) Какую кислоту называли «купоросным маслом»? Назовите кислоту и напишите ее формулу.

2.) Почему ее называли «купоросным маслом»?

3.) Напишите уравнения реакций взаимодействия этой кислоты с железом (разбавленная и концентрированная кислота), оксидом магния, гидроксидом натрия, гидроксидом хрома (III), карбонатом натрия, силикатом натрия, хлоридом бария, гидрокарбонатом натрия, карбонатом гидроксомеди (II) (малахитом), тетрагидроксоалюминатом натрия. (16 баллов)

1. Н₂SO₄ – серная кислота 1 балл

2. Серную кислоту получали нагреванием железного купороса в глиняных ретортах. 1 балл

Концентрированная серная кислота является тяжелой маслянистой жидкость. 1 балл

3.

1.) Fe + Н₂SO₄ = FeSO₄ + Н₂↑ 1 балл

2.) 2Fe + 6Н₂SO_{4конц., гор.} = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6Н₂О 1 балл

3.) 4Fe + 3О₂ + 6Н₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ + 6Н₂О 1 балл

4.) MgO + Н₂SO₄ = MgSO₄ + Н₂О 1 балл

5.) 2NaOH + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2Н₂О 1 балл

6.) 2Сr(ОН)₃ + 3Н₂SO₄ = Сr₂(SO₄)₃ + 6Н₂О 1 балл

7.) Na₂CО₃ + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + СО₂↑+ Н₂О 1 балл

8.) Na₂SiО₃ + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SiО₃↓ 1 балл

9.) BaCl₂ + Н₂SO₄ = BaSO₄↓ + HCl 1 балл

10.) 2NaHCО₃ + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2CО₂↑+ 2H₂О 1 балл

11.) (CuOH)₂CО₃ + 2Н₂SO₄ = 2CuSO₄ + CО₂↑+ 3H₂О 1 балл

12.) 2Na[Al(OH)₄] + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + Al(OH)₃↓ + 2H₂О 1 балл

13.) 2Na[Al(OH)₄] + 4Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + Al₂(SO₄)₃+ 8H₂О 1 балл

2. На нейтрализацию 40,56 г 25%-го раствора одноосновной кислородсодержащей кислоты израсходовано 24 мл раствора гидроксида натрия концентрацией 5 моль/л.

1.) Выведите формулу кислоты, назовите её.

2.) Какую соль данной кислоты получают в промышленности и где она применяется? (10 баллов)

HЭO_n + NaOH = NaЭO_n + H₂O 2 балла

1 моль 1 моль

(1+х+16n) г/моль

ν(NaOH) = 0,024л ∙ 5моль/л = 0,12 моль 1 балл

ν(NaOH) = ν(HЭO_n) = 0,12 моль 1 балл

m(HЭO_n) = 40,56г ∙ 0,25 = 10,14 г 1 балл

М(HЭO_n) = 10,14г / 0,12 моль = 84,5 г/моль 1 балл

1 + х + 16n = 84,5 х = 83,5 – 16n

n = 1 х = 67,5 —

n = 2 х = 51,5 —

n = 3 х = 35,5 Cl, HClO₃ 1 балл

n = 4 х = 19,5 —

HClO₃ – хлорноватая кислота 1 балл

KClO₃ – хлорат калия, бертолетова соль 1 балл

KClO₃ применяется в лаборатории для получения кислорода 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑ (MnO₂, tº)

Применяется как окислитель в зажигательных смесях для головок спичек. 1 балл

3. Хром вступил в реакцию с бромом. Продукт реакции растворили в воде и добавили раствор гидроксида натрия. Выпавший осадок серо-зеленого цвета разделили на две части. Одну из частей растворили в азотной кислоте, а другую – в концентрированном растворе гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций. (4 балла)

1. 2Cr + 3Br₂ = 2CrBr₃ 1 балл

2. CrBr₃ + 3NaOH = Cr(OH)₃↓ + 3NaBr 1 балл

3. Cr(OH)₃ + 3HNO₃ = Cr(NO₃)₃ + 3H₂O 1 балл

4. Cr(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Cr(OH)₆] 1 балл

4. Смесь алюминия и железа полностью реагирует с 8,064 л хлора. Такая же масса смеси полностью реагирует с 109,5 мл 20%-го раствора соляной кислоты (r=1,1 г/мл). Каковы массовые доли металлов в исходной смеси? (12 баллов)

х моль 1,5х моль

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃ 1 балл

2 моль 3 моль

27 г/моль 22,4 л/моль

у моль 1,5у моль

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃ 1 балл

2 моль 3 моль

56 г/моль 22,4 л/моль

ν(Cl₂) = 8,064л / 22,4л/моль = 0,36 моль 1 балл

х моль 3х моль

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3 H₂↑ 1 балл

2 моль 6 моль

36,5 г/моль

у моль 2у моль

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑ 1 балл

1 моль 2 моль

ν(HCl) = (109,5мл ∙ 1,1г/мл ∙ 0,2) / 36,5г/моль = 0,66 моль 1 балл

1 балл

m(Al) = 0,18моль ∙ 27г/моль = 4,86 г 1 балл

m(Fe) = 0,06моль ∙ 56г/моль = 3,36 г 1 балл

m(Al + Fe) = 4,86г + 3,36г = 8,22 г 1 балл

ω%(Al) = 4,86г/8,22г ∙ 100% = 59,12% 1 балл

ω%(Fe) = 3,36г/8,22г ∙ 100% = 40,88% 1 балл

5. В кабинете химии найден обрывок шпаргалки, на котором записаны только правые части химических уравнений. Восстановите левые части уравнений. (10 баллов)

1.) = 4Al₂O₃ + 9Fe 5.) = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

2.) = Al(NO₃)₃ + 3H₂O 6.) = Al(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

3.) =2Al(NO₃)₃ 7.) = 4Al(NO₃)₃ + 3CH₄↑

4.) = 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O 8.) = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑ + 2Na₂HPO₄

1.) 8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe 1 балл

2.) Al(OH)₃ + 3HNO₃ = Al(NO₃)₃ + 3H₂O 1 балл

3.) Al₂O₃ + 3N₂O₅ =2Al(NO₃)₃ 1 балл

4.) Al₂O₃ + 6HNO₃ = 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O 1 балл

5.) 2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑ 1 балл

6.) Al + 6HNO_{3конц., гор.} = Al(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O 1 балл

7.) Al₄С₃ + 12HNO₃ = 4Al(NO₃)₃ + 3CH₄↑ 2 балла

8.) 2Al + 2Na₃PO₄ + 8H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑ + 2Na₂HPO₄ 2 балла

6. Нитрид металла Me₃N_n массой 7,5 г полностью реагирует с 132,1 мл 25%-го раствора азотной кислоты (ρ = 1,145 г/мл). Выведите формулу нитрида металла. Каковы массовые доли веществ в растворе после реакции? (9 баллов)

Me₃N_n + 4n HNO₃ = 3Me(NO₃)_n + nNH₄NO₃ 1 балл

1 моль 4n моль

(3а + 14n)г/моль 63 г/моль

ν(HNO₃) = (132,1мл ∙ 1,145г/мл ∙ 0,25) / 63г/моль = 0,6 моль 1 балл

ν(Me₃N_n) = 0,6/4n = 0,15/n моль 1 балл

7,5/(3а + 14n) = 0,15/n а = 12n

n = 1 а = 12 — (углерод не является металлом)

n = 2 а = 24 Mg, Mg₃N₂ – нитрид магния 2 балла

n = 3 а = 36 —

0,6 моль 0,225 моль 0,15 моль 1 балл

Mg₃N₂ + 8HNO₃ = 3Mg(NO₃)₂ + 2NH₄NO₃

1 моль 8 моль 3 моль 2 моль

148 г/моль 80г/моль

m(р-ра) = 7,5г + 132,1 мл ∙ 1,145г/мл = 158,7545г 1 балл

ω%(Mg(NO₃)₂) = (0,225моль ∙ 148г/моль / 158,7545г) ∙ 100% = 20,98% 1 балл

ω%(NH₄NO₃) = (0,15моль ∙ 80г/моль / 158,7545г) ∙ 100% = 7,56% 1 балл

7. Смесь кальция и карбоната кальция прокалили на воздухе до постоянной массы. Вычислите массовые доли компонентов в исходной смеси, если известно, что масса исходной смеси равна массе твердых продуктов реакций. (6 баллов)

х моль х моль

2Са + О₂ = 2СаО 1 балл

2 моль 2 моль

40 г/моль 56 г/моль

у моль у моль

СаСО₃ = СаО + СО₂ 1 балл

1 моль 1 моль

100 г/моль 56 г/моль

40х + 100у = 56х + 56у 1 балл

16х = 44у х = 2,75у 1 балл

ω%(Ca) = (40x /(40x+100y)) ∙ 100% = (40 ∙ 2,75y /(40 ∙ 2,75y + 100y)) ∙ 100% = 52,38% 1 балл

w%(СаСО₃) = (100y /(100y + 40 ∙ 2,75y)) ∙ 100% = 47,62% 1 балл

Литература:

1. Аликберова Л. Ю. Полезная химия: задачи и истории. М.: Дрофа.

2. Габриэлян О. С., Остроумов И. Г., Введенская А. Г. Общая химия в тестах, задачах, упражнениях. М.: Дрофа.

3. Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии: учебное пособие для вузов /Под ред. В. А. Рабиновича. — М.: Интеграл-Пресс.

4. Нинель Кузнецова, Антон Левкин. Задачник по химии. 8 класс

5. Нинель Кузнецова, Антон Левкин. Задачник по химии. 9 класс

6. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В. 2500 задач по химии с решениями. М.: «Экзамен».

7. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В. Тесты для школьников и поступающих в вузы. М.: «Оникс 21 век», «Мир и образование».

8. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Попков В. А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. — М.: Экзамен.

9. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Попков В. А. Сборник конкурсных задач по химии для школьников и абитуриентов. — М.: Экзамен: Издательский дом "ОНИКС 21 век".

10. Лидин Р. А., Аликберова Л. Ю. Химия: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы. М.: АСТ-ПРЕСС ШКОЛА.

11. Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии. — М.: КолосС – Учеб. лит.

12. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ. — М.: КолосС.

13. Романовская В.К. Химия. Решение задач: Пособие для абитуриентов и студентов. — СПб.: Специальная литература.

14. Степин Б. Д. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. М.: Дрофа.

15. Ушкалова В. Н., Иоанидис Н. В. Химия: конкурсные задания и ответы. М.: Просвещение.

16. Фримантл М. Химия в действии: В 2-х т. М.: Мир.

17. Химия: Пособие-репетитор для поступающих в вузы. Ростов-на-Дону: Изд-во «Феникс».

18. Хомченко Г.П. Химия: Пособие для поступающих в вузы.— М.: Новая Волна.

19. Хомченко Г.П.,Севастьянова К. И. Окислительно-восстановительные реакции. М.: Просвещение.

20. Хомченко И.Г, Решение задач по химии. М.: Новая Волна

Дата добавления: 2015-11-30