Хим муницип 2010-9кл

Всероссийская олимпиада школьников по химии
Муниципальный этап. 2009/2010 г.
Девятый класс.
Задача 9-1.
Для полной нейтрализации 150 мл 4%-ной серной кислоты (плотность 1,03 г/мл) было израсходовано 75,8 г 4%-ного раствора гидроксида одного из металлов первой группы Периодической системы химических элементов. Определите этот металл.
Известно, что серная кислота образует две соли с этим металлом. Напишите формулы и названия этих солей, а также уравнения реакций, с помощью которых из первой соли можно получить вторую и наоборот. (10 баллов)
Задача 9-2.
1 мл раствора хлорида алюминия содержит 1,5*1020 ионов. Определите молярную концентрацию AlCl3 в растворе. Какую массу кристаллогидрата AlCl3*6H2O надо взять для приготовления 1 л такого раствора?
К отдельным порциям этого раствора в четырех пробирках добавили раствор лакмуса, раствор нитрата серебра, раствор гидроксида калия (недостаток), раствор гидроксида калия (избыток). В двух пробирках образовался белый осадок, в одной раствор приобрел красную окраску, еще в одной оказался бесцветный прозрачный раствор. Объясните эти наблюдения, написав уравнения реакций в ионном виде. (10 баллов)
Задача 9-3.
Природный минерал магнезит растворяется в серной кислоте с шипением, образуя раствор вещества, известного под названием «горькая английская соль». Действием на этот раствор раствором едкого натра можно получить белый осадок, хорошо растворимый в соляной кислоте. При этом образуется новая соль, электролизом расплава которой можно получить белый металл А. Когда порошок этого металла нагревают в смеси с песком, то протекают две реакции, при которых образуется простое вещество Б и соединение А с Б. Если на эту смесь подействовать соляной кислотой, образуется газообразное вещество, самовоспламеняющееся на воздухе.
Определите вещества А и Б, напишите уравнения восьми реакций, описанных в данной задаче. (10 баллов)
Задача 9-4.
Теплотой образования вещества называется тепловой эффект реакции образования 1 моль вещества из простых веществ. Теплоты образования оксида углерода(IV) и оксида кальция соответственно равны 394 и 636 кДж/моль. Известно также, что для разложения 16,8 г карбоната кальция с образованием оксида кальция и оксида углерода(IV) необходимо затратить 29,9 кДж.
а) Напишите термохимические уравнения этих трех реакций.
б) Какую массу угля теоретически достаточно сжечь, чтобы выделившегося тепла хватило для получения 70 г оксида кальция разложением карбоната?
в) Напишите термохимическое уравнение реакции образования карбоната кальция взаимодействием оксидов кальция и углерода(IV).
г) Используя имеющиеся данные, рассчитайте теплоту образования карбоната кальция. (10 баллов)
Задача 9-5.
К двум литрам газа А в толстостенном сосуде добавили 6 литров кислорода. При поджигании произошел взрыв смеси, а когда привели оставшийся газ к первоначальным условиям, оказалось, что его объем уменьшился до 5 л. Кроме того, в сосуде образовалось 1,35 г бесцветной жидкости, с плотностью 1 г/мл и температурой кипения 100оС. Когда остаток газа пропустили через раствор с избытком гидроксида натрия, его объем уменьшился до 1 литра, а склянка с раствором «потяжелела» на 6,6 г.
Какова формула газа А, если его плотность меньше плотности кислорода? Напишите уравнения реакций. При какой температуре находилась исходная смесь, если считать, что давление в сосуде было равно 101 кПа?
(10 баллов)
Всероссийская олимпиада школьников по химии 2009/2010 г.
Муниципальный этап. Девятый класс. Решения задач.
Задача 9-1. Уравнение реакции:
H2SO4 + 2MeOH = Me2SO4 + H2O; (1 балл)
m(рH2SO4) = V*
· = 1501,03=154,5 г; (1 балл)
m(H2SO4) = m(рH2SO4)w = 154,5 0,04 = 6,18 г ; (0,5 балла)
n(H2SO4) = m(H2SO4)/M = 6,18/98 = 0,0631 моль. (1 балл)
m(MeOH) = m(рMeOH)w = 75,8 0,04 = 3,03 г ;. (0,5 балла)
По уравнению реакции
n(MeOH) = 2n(H2SO4) = 0,1262 моль(1 балл)
M(MeOH) = m/n = 3,03/ 0,1262 = 24 г/моль (1 балл)
Mr(MeOH) = 24; Ar(Me) = 24 – 17 = 7; металл – литий (1 балл)
Соли: Li2SO4 – сульфат лития и LiHSO4 – гидросульфат лития (2 балла)
Уравнение реакции:
Li2SO4 + H2SO4 =
·2 LiHSO4; (1 балл)
LiHSO4 + LiOH = Li2SO4 + H2O (1 балл)
Всего 10 баллов.
Задача 9-2. Уравнение диссоциации соли:
AlCl3 = Al3+ + 3Cl – ; (1 балл)
Из уравнения видно, что из четырех ионов один – ион алюминия. Т.о. N(Al3+) = 1,5*1020 /4 = 3,75*1019; n(Al3+) = N/NA = 6,25*10 –5 моль (1 балл)
Молярная концентрация:
с(AlCl3) = n/V = 6,25*10 –5/10–3 = 0,0625 моль/л (1 балл)
Для приготовления 1 л раствора надо взять 0,0625 моль кристаллогидрата,
m(AlCl3*6H2O) = M*n = 241,5*0,0625 = 15,1 г (1 балл)
Уравнения реакций:
Лакмус – красный раствор (кислая среда), реакция гидролиза:
Al3+ + H2O = Al(OH)2+ + H+; (2 балла)
AgNO3 – белый осадок: Cl- + Ag+ = AgCl(; (1 балл)
KOH (недостаток) – белый осадок: 3OH- + Al+ = Al(OH)3(; (1 балл)
KOH (избыток) – осадок растворится:
OH- + Al(OH)3 = [Al(OH)4] – ; (2 балла)
Всего 10 баллов.
Задача 9-3. Уравнения реакций:
MgCO3 + H2SO4 = MgSO4 + H2O + CO2 (1 балл);
MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4 (1 балл);
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O (1 балл);
MgCl2 13 EMBED Equation.3 1415 Mg + Cl2 (металл А – магний) (2 балла);
2Mg + SiO2 = 2MgO + Si (вещество Б – кремний) (2 балла);
2Mg + Si = Mg2Si (1 балл);
Mg2Si + 4HCl = MgCl2 + SiH4 (1 балл);
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O (1 балл);
Всего 10 баллов.
Задача 9-4. а) Термохимические уравнения:
С + O2 = СO2 + 394 кДж (1) (1 балл);
Сa + 0,5O2 = СaO + 636 кДж (2) (1 балл);
(В термохимических уравнениях допустимы дробные коэффициенты, правильным будет и уравнение 2Сa + O2 = 2СaO + 1272 кДж)
Для записи третьего уравнения необходимо рассчитать тепловой эффект реакции: CaCO3 = CaO + CO2
n(CaCO3)= 16,8/100 = 0,168 моль; Q =29,9/0,168 =178 кДж/моль (1 балл)
CaCO3 = CaO + CO2 –178 кДж (3) (1 балл);
(эндотермическая реакция)
б) По уравнению 3 рассчитаем количество теплоты, необходимое для получения 70 г CaO:
n(CaO)= 70/56 = 1,25 моль; Q`= 178*/1,25 = 222,5 кДж (1 балл)
По уравнению 1 определим массу углерода:
n(С) = 222,5/394 = 1,77 моль; m(C) = 12*1,77 = 21,2 г (1 балл)
в) CaO + CO2 = CaCO3 + 178 кДж (4) (1 балл)
(тепловой эффект обратной реакции равен по величине, но противоположен по знаку)
г) Теплотой образования карбоната кальция является тепловой эффект реакции образования 1 моль карбоната кальция из простых веществ:
Ca + C + 1,5O2 = CaCO3
Это уравнение можно получить, сложив уравнения 1, 2 и 4:
С + O2 + Сa + 0,5O2 + CaO + CO2 = СO2 + СaO + CaCO3
А значит и тепловой эффект этой реакции равен сумме тепловых эффектов (закон Гесса):
Q = 394 + 636 + 178 = 1208 кДж (3 балла)
Всего 10 баллов.
Задача 9-5.
Вещество А имеет молекулярную массу меньше молекулярной массы кислорода, при его горении образуется вода и газообразный кислотный оксид, можно предположить, что это соединение – углеводород:
СхНу + O2 ( СO2 + H2O
СO2 + 2NaOH = Na2СO3 + H2O (3 балла)
Количество вещества углерода и водорода в продуктах сгорания:
n(C) = n(СO2) = 6,6/44 = 0,15 моль;
n(H) = 2*n(H2O) = 2*1,35/18 = 0,15 моль; (2 балла)
n(C):n(H) = 1:1; значит формула вещества (CH)x.
Учитывая, что молекулярная масса меньше 32, возможно единственное вещество такого состава – ацетилен C2H2. (2 балла)
Это подтверждается уравнением реакции горения:
2С2Н2 + 5O2 = 4СO2 + 2H2O – соотношение объемов газов такое же, как и коэффициенты в уравнении реакции. (1 балл)
По уравнению реакции n(С2Н2) = n(СO2)/2 = 0,075 моль, такое количество вещества при 101 кПа и 273 К должно иметь объем V0=0,075*22,4= 1,68 л. Используя зависимость объема от температуры Vo/To = V/T, можно определить температуру Т, при которой находился газ:
T = 273*2/1,68 = 325 K; to = 52oC. (2 балла)
Всего 10 баллов.
================================================ Итого 50 баллов









13PAGE 15


13PAGE 14215





Приложенные файлы


Добавить комментарий