Химия

Министерство образования Пермского края

Химия

Ответы муниципального этапа

всероссийской олимпиады школьников

в Пермском крае

2012/2013 учебный год

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ МУНИЦИПАЛЬНОГО ЭТАПА

ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ

ПО ХИМИИ

В муниципальном этапе принимают участие обучающиеся 8 – 11 классов общеобразовательных учреждений – победители и призеры школьного этапа Олимпиады текущего года: четыре возрастные группы: 8, 9, 10, 11 классы.

Муниципальный этап проводится в письменной форме (решение задач).

На решение задач отводится 240 минут.

Решение заданий

Предложено по одному варианту решений каждой задачи. Возможен другой ход решения, не противоречащий смыслу задачи.

9 класс

Задача № 9-1

моль

моль

Количество молей одинаково, поэтому число молекул тоже одинаково и равно:

Разбалловка

Расчет количества вещества	1*4=4 б.
Расчет общего количества вещества в смесях	1,5*2=3 б.
Вывод о равенстве числа молекул	2 б.
Расчет числа молекул	1 б.
ИТОГО	10 б.

Задача № 9-2

(1)

6

1

(2)

6

1

(3)

5

1

Разбалловка

Уравнение 1 и 3	3*2=6 б.
Уравнение 2	4 б.
ИТОГО	10 б.

Задача № 9-3

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Возможны другие варианты уравнений.

Разбалловка

Написание уравнений	8*1,25 б. = 10 б.
ИТОГО	10 б.

Задача № 9-4

(1)

(2)

(1)  1 моль SO2 образуется из 1 моль Cu (64 г)

(2)  1 моль NO образуется из 1,5 моль Cu (96 г)

- соотношение масc двух навесок меди

Разбалловка

Уравнения реакций	2 б. *2=4 б.
Расчет количества меди в уравнениях	1 б.*2=2 б.
Расчет массы меди в уравнениях	1 б.*2=2 б.
Вывод соотношения масс	2 б.
ИТОГО	10 б.

Задача № 9-5

2K+S = K2S

0,03 моль К реагирует с Х моль S

2 моль К реагирует с 1 моль S

Х=0,015 моль

Избыток серы: 0,025-0,015=0,01 моль

K2S+S = K2S2 (дисульфид калия)

Образуется 0,01 моль дисульфида калия

Остается в растворе: n(K2S) = 0,015 – 0,01 = 0,005 моль

моль/л

моль/л

Бром окисляет сульфид и дисульфид калия в мольном соотношении 1:1

(1)

(2)

(1)  n(Br2) = 0,005 моль

(2)  n(Br2) = 0,01 моль

n(Br2) общ.= 0,01+0,005=0,015 моль

m(Br2) = 0,015*160=2,4 г

Разбалловка

Уравнения реакций	1 б.*4=4 б.
Расчет остатка серы	1 б
Расчет количества K2S и K2S2	1 б.*2=2 б.
Расчет концентраций солей	1 б.*2 =2 б.
Расчет массы брома	1 б.
ИТОГО	10 б.

10 класс

Задача № 10-1

Из схемы горения следует:

Искомая формула: С7H16 – один из изомерных циклогептанов

При хлорировании Х образуется третичное хлорзамещенное, следовательно Х содержит третичный атом углерода.

Образование СО2 при окислении свидетельствует о наличии двойной связи в Х2 у крайнего атома углерода: СН2=R.

Остальная часть молекулы Х2 входит в состав молекулы кетона:

Соединяя эти два элемента получим структурную формкулу Х2:

2,3,3-триметилбутен-1

Соответственно Х имеет структурную формулу:

(2,2,3-триметилбутан)

Уравнения реакций:

Разбалловка

Определение брутто-формулы Х	2 б.
Определение структурной формулы Х	0,5 б. (за написание формулы) 2 б. (за объяснение)
Уравнения реакций	4*1=4 б.
Названия веществ Х – Х2	0,5*3=1,5 б.
ИТОГО	10 б.

Задача № 10-2

После поглощения: m(NaOH)=m0(NaOH)-mp(NaOH)+m(NaCl) (1),

Где m0(NaOH) – масса гидроксида натрия начальная; mр(NaOH) – масса гидроксида натрия прореагировшая с HCl.

Пусть х – количество молей образовавшегося NaCl, тогда выражение (1) запишется так: m(NaOH)=100,000 – 40,0*х+58,5*х = 121,016

Х=1,136

Исходя из уравнений реакций и условия эквимолярности смеси: n(NaCl)=n(HCl)=n(Cl2)=n(CnH2n+2)=1,136 моль

Находим интересующие нас массы:

m(Cl2)=1,136*71,0=80,656 г

w(Cl2)=80,656/130,656=0,,7%)

Определяем состав углеводорода:

1,136=(130,656 – 80,656)/14n+2

14n = 42

n=3

Искомый углеводород – пропан

w(C3H8)=1 - 0,617=0,,2%)

Разбалловка

Определение количества NaCl	4 б.
Определение масс. доли Сl2	2 б.
Определение состава алкана	3 б.
Определение массовой доли алкана	1 б.
ИТОГО	10 б.

Задача № 10-3

1) В литературе предлагаются три уравнения реакций термической диссоциации хлората калия:

при нагревании без катализатора: 4KClO3 KCl + 3KClO4 (А);

при нагревании в присутствии катализатора: 2KClO3 2KCl + 3O2 (Б);

при 400ºС (суммарная): 2KClO3 → KCl + KClO4 + O2 (В).

Из 98 г KClO3 по уравнению (А) должно образоваться 14,9 г KCl и 83,1 г KClO4;

по уравнению (Б) – 59,6 г KCl и 38,4 г (1,2 моль) O2;

по уравнению (В) – 29,8 г KCl, 55,4 г KClO4 и 12,8 г (0,4 моль) O2.

Следовательно, ни одно из уравнений не соответствует данным условия задачи (образованию 44,7 г KCl).

2) Сложением уравнений (Б) и (В) получаем схему реакции

4KClO3 3KCl + KClO4 + 4O2. (Г)

Только по этой схеме из 98 г (0,8 моль) хлората калия образуется 44,7 г (0,6 моль) хлорида, при этом масса образующегося перхлората составит 27,7 г (0,2 моль), а кислорода – 25,6 г (0,8 моль) или 17,92 л (при н. у.).

Ответ: масса перхлората калия составит 27,7 г, объём кислорода 17,92 л.

Разбалловка

1)  Запись уравнений реакций (А), (Б), (В) – по 1 баллу (3 балла);

2)  Запись схемы реакций (Г) – 3 балла;

3)  Расчёты по схеме (Г) – 4 балла;

Итого: 10 баллов.

Задача№ 10-4

1) Масса аммиака в исходном 10,4%-м растворе

.

2) Масса бромоводорода вступающего в реакцию

NH3 + HBr → NH4Br;

М (NH3) = 17 г/моль; M (HBr) = 80,9 г/моль.

.

1)  Объём бромоводорода вступающего в реакцию при заданных условиях

4) Масса образующегося раствора NH4Br

.

Масса NH4Br в растворе

.

5) Массовая доля продукта (NH4Br)

.

Ответ: при заданных условиях необходимо пропустить через раствор 50,697 л HBr. Массовая доля продукта (NH4Br) в полученном растворе составит 40,064 %.

Разбалловка

1)  Расчёт массы аммиака – 2 балла;

2)  Запись уравнения реакции, расчёт массы и объёма бромоводорода – 3,5 балла;

3)  Расчёт массы раствора и продукта реакции (бромида аммония) – 2 балла;

4)  Расчёт массовой доли продукта 2,5 балла.

Итого: 10 баллов.

Задача №10-5

2K+S = K2S

0,03 моль К реагирует с Х моль S

2 моль К реагирует с 1 моль S

Х=0,015 моль

Избыток серы: 0,025-0,015=0,01 моль

K2S+S = K2S2 (дисульфид калия)

Образуется 0,01 моль дисульфида калия

Остается в растворе: n(K2S) = 0,015 – 0,01 = 0,005 моль

моль/л

моль/л

Бром окисляет сульфид и дисульфид калия в мольном соотношении 1:1

(1)

(2)

(3)  n(Br2) = 0,005 моль

(4)  n(Br2) = 0,01 моль

n(Br2) общ.= 0,01+0,005=0,015 моль

m(Br2) = 0,015*160=2,4 г

Разбалловка

Уравнения реакций	1 б.*4=4 б.
Расчет остатка серы	1 б
Расчет количества K2S и K2S2	1 б.*2=2 б.
Расчет концентраций солей	1 б.*2 =2 б.
Расчет массы брома	1 б.
ИТОГО	10 б.

11 класс

Задача № 11-1

1)

2) Бензойная кислота легко возгоняется, поэтому определение проводят в запаянных капиллярах.

3) Нитробензол и бензальдегид имеют запах горького миндаля.

4)

Разбалловка

Название веществ	1*5=5 б.
Указание условия	1 б.
Указание причины	1 б.
Указание запаха	1 б.
Уравнения реакций 1 и 3	2*0,5 = 1 б.
Уравнения реакции 2	1 б.
ИТОГО	10 б

Задача № 11-2

В состав смеси входят вещества Ж, Е и З

Разбалловка

За формулы веществ А – Ж	1*7=7 б.
За вещества смеси	1*3=3 б.
ИТОГО	10 б.

Задача №11-3

1) В литературе предлагаются три уравнения реакций термической диссоциации хлората калия:

при нагревании без катализатора: 4KClO3 KCl + 3KClO4 (А);

при нагревании в присутствии катализатора: 2KClO3 2KCl + 3O2 (Б);

при 400ºС (суммарная): 2KClO3 → KCl + KClO4 + O2 (В).

Из 98 г KClO3 по уравнению (А) должно образоваться 14,9 г KCl и 83,1 г KClO4;

по уравнению (Б) – 59,6 г KCl и 38,4 г (1,2 моль) O2;

по уравнению (В) – 29,8 г KCl, 55,4 г KClO4 и 12,8 г (0,4 моль) O2.

Следовательно, ни одно из уравнений не соответствует данным условия задачи (образованию 44,7 г KCl).

2) Сложением уравнений (Б) и (В) получаем схему реакции

4KClO3 3KCl + KClO4 + 4O2. (Г)

Только по этой схеме из 98 г (0,8 моль) хлората калия образуется 44,7 г (0,6 моль) хлорида, при этом масса образующегося перхлората составит 27,7 г (0,2 моль), а кислорода – 25,6 г (0,8 моль) или 17,92 л (при н. у.).

Ответ: масса перхлората калия составит 27,7 г, объём кислорода 17,92 л.

Разбалловка

1. Запись уравнений реакций (А), (Б), (В) – по 1 баллу (3 балла);

2. Запись схемы реакций (Г) – 3 балла;

3. Расчёты по схеме (Г) – 4 балла;

Итого: 10 баллов.

Задача № 11-4

Пинакон: 2,3-диметилбутан-2,3-диол

A: 2,3-диметилбутадиен-1,3

Х1: 2-хлорбутан

Х2: бутан-2-ол

Х3: бут-2-ен

В: 1,2,4,5-тетраметилциклогексен

Разбалловка:

Написание уравнений реакций	1*6=6 б.
Название веществ Х1 – Х4, В	1*4=4 б.

Задача № 11-5

1) CoSO4∙6H2O CoO (оксид кобальта (II)) + SO3↑ + 6H2O↑; (А)

CoO + 2HCl → CoCl2 (хлорид кобальта (II)) + H2O; (Б)

2CoCl2 + 2Na2CO3 + 2H2O →

→ (CoOH)2CO3 (гидроксокарбонат кобальта (II)) + H2CO3(CO2↑ + H2O) + 4NaCl; (В)

(CoOH)2CO3 + 4HCOOH → 2Co(HCOO)2 (формиат кобальта (II)) + H2CO3(CO2↑ + H2O) + 2H2O;(Г)

Co(HCOO)2 Co (кобальт металлический) + CO↑ + CO2↑ + H2O↑; (Д)

2) M(CoSO4∙6H2O) = 263 г/моль; М (Co) = 59 г/моль;

.

Ответ: масса конечного продукта (металлического кобальта) 17,609 г.

Разбалловка

2)  Запись уравнений реакций (А), (Б), (В), (Г), (Д) с указанием названий продуктов, содержащих кобальт по 1,5 балла (7,5 баллов);

3)  Расчёт массы конечного продукта 2,5 балла.

Итого: 10 баллов.