Районная (городская) олимпиада по химии 2012-13 года

Районная (городская) олимпиада по химии 2012-13 года

Второй этап всероссийской олимпиады по химии

10 класс

Задача 10-1

Металл А реагирует с простым газообразным веществом Б, образуя твердое соединение В, которое растворяется в избытке соляной кислоты, образуя соли Г и Д. Соль Г взаимодействует с раствором щелочи с выделением газа Е. Назовите перечисленные соединения, если известно, что соль Д содержит 25,26 % металла А. Напишите все реакции, которые зашифрованы в тексте.

(10 баллов)

Решение 10-1

Соль Г реагирует со щелочью с выделением газа, значит, Г – соль аммония, в данном случае – хлорид аммония, а Е – аммиак. Образование соли аммония одновременно с солью Д указывает на то, что соединение В – нитрид металла. Действительно, нитрид образуется при реакции металла А с простым газообразным веществом Б - азотом. Таким образом, соль Д представляет собой хлорид металла.

Пусть молярная масса металла х, тогда молярная масса Д равна х+35,5n, где n – валентность металла в хлориде. Таким образом,

х/(х+35,5n) =0,2526

Отсюда х = 12n

Значениям n=1 и n=3 не соответствует никакой металл. При n=2 получаем магний, а при n=4 – титан. Однако титан не вступает в описанные реакции и хлорид титана не существует в водном растворе. ((1 балл))

Таким образом: А-магний, (1 балл)

Б - азот, (1 балл)

В –нитрид магния, (1 балл)

Г –хлорид аммония, (1 балл)

Д-хлорид магния, (1 балл)

Е-аммиак. (1 балл)

3Mg+N2 =Mg3N2(1 балл)

Mg3N2 +8HCl=3MgCl2 +2NH4Cl (1 балл)

NH4Cl + NaOH=NH3 + NaCl +H2O (1 балл)

(всего10 баллов)

Задание 10-2

Для определения качественного состава учащимся было выдано бесцветное кристаллическое вещество – соль. К одной части раствора исследуемой соли прилили раствор нитрата серебра, в результате чего выпал осадок желтого цвета. А при добавлении к другой части раствора карбоната натрия выпал белый осадок.

Известно, что катион этой соли образован щелочноземельным металлом, входящим в состав костной ткани человека. Анион этой соли состоит из атомов химического элемента, образующего простое вещество, спиртовой раствор которого используется в качестве дезинфицирующего средства.

Определите состав и запишите название соли. Запишите два уравнения реакций, которые были проведены учащимися в процессе определения качественного состава неизвестного вещества.

(3 балла)

Решение 10-2

Определен состав вещества:

CaI2 – иодид кальция(1 балл)

Составлены два уравнения реакции:

CaI2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgI (1 балл)

CaI2 + Na2CO3 =CaCO3 + 2NaI (1 балл)

всего 3 балла

Задание 10-3

Какой объем 36,5%-ного раствора соляной кислоты (ρ = 1,18 г/мл), необходимо добавить к 200 мл 30%-ного раствора аммиака (ρ = 0,892 г/мл) ), чтобы массовая доля кислоты оказалась после этого 10%?

(10 баллов)

Решение 10-3

1). HCl + NH3 = NH4Cl;

2). m(NH3)р-р = 200*0,892 = 178,4 г;

3). m(NH3) = 178,4*0,3 = 53,52 г;

4). n(NH3) = 53,52/17= 3,15 моль = n(HCl)расход

5). m(HCl) расход = 3,15*36,5 = 114,9 г

6). n(HCl) изб=х; m(HCl) изб=36,5х;

7). m(HCl) общ=114,9 + 36,5х; m(HCl) р-ра общ= (114,9 + 36,5х)/0,36,5= 314,8 + 100х

8). m р-ра после реакции= m(NH3)р-р + m(HCl) р-ра общ= 178,4+314,8+100х= 493,2+ 100х;

9). 0,1 = 36,5х/(493,2+ 100х); 49,32+10х=36,5х; 26,5х=49,32; х=49,32/26,5= 1,86;

10). m(HCl) р-ра общ= 314,8 + 100*1,86 = 500,9 г; V(HCl) р-ра общ =500,9/1,18=424,5 мл

Всего (10 баллов)

Задача 10-4

Ниже представлено содержание основных элементов в человеческом организме (в масс.%):

O	C	H	N	Ca	P	K	S	Na	Cl	Mg	Fe
62.4	21	9.7	3.1	1.9	0.95	0.27	0.16	0.1	0.08	0.03	0.01

Рассчитайте суммарную массу (в г) и суммарный заряд (в Кл) электронов, находящихся в организме взрослого мужчины массой 70 кг, если масса электрона равна 0.0005486 а. е.м. (8 баллов)

Решение 10-4

Найдем число молей электронов, содержащихся в каждом из указанных элементов человеческого организма. Например, для кислорода:

m(O) = m(чел.)*w(O); m(O)=70 000* 0,624=43680 (г);

n(O)=m/M; n (O)=43680/16=2730 (моль). (0.5 балл)

В одном атоме кислорода содержится 8 электронов, поэтому nO(e)=8n(O)=21840 моль.

nC(e)= *0.21/12)*6=7350 (моль); (0.5 балл)

nH(e)= *0.097/1)*1=6790 (моль); (0.5 балл)

nN(e)= *0.031/14)*7=1085 (моль); (0.5 балл)

nCa(e)= *0.019/40)*20=665 (моль); (0.5 балл)

nP(e)= *0.0095/31)*15=321.8 (моль); (0.5 балл)

nK(e)= *0.0027/39)*19=92 (моль); (0.5 балл)

nS(e)= *0.0016/32)*16=56 (моль); (0.5 балл)

nNa(e)= *0.001/23)*11=33.5 (моль); (0.5 балл)

nCl(e)= *0.0008/35.5)*17=26.8 (моль); (0.5 балл)

nMg(e)= *0.0003/24)*12=10.5 (моль); (0.5 балл)

nFe(e)= *0.0001/56)*26=3.3 (моль); (0.5 балл)

nобщ(e)=16434(моль); (0.5 балл)

Масса электрона равна 0.0005486 а. е.м., поэтому 1 моль электронов имеет массу 0.0005486 г. (0.5 балл)

Масса электронов в человеческом организме:

M(e)=16 434 моль * 0.0005486 г/моль = 9.01 г(0.5 балл)

Общий заряд электронов:

Q= 16434 моль* 96500 Кл/моль = 1.5 * 10 9 Kл(0.5 балл)

Всего 8 баллов

Ответ: 9.01 г; 1.5 * 10 9 Kл

Задача 10-5

Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей последовательности превращений:

Определите неизвестные соединения и напишите их структурные формулы.

(8 баллов)

Решение 10-5

Всего 8 баллов