Задания очного тура корпоративной олимпиады по химии с решениями. 2011 год

Третья Брянская корпоративная региональная олимпиада учащейся молодежи

по химии

10 КЛАСС

Задания очного тура корпоративной олимпиады по химии с решениями. 2011 год

Задача 10-1

Цинковая пластинка помещена в раствор нитратов следующих металлов: серебра, магния, меди (I), железа (II), свинца. Укажите, в каких случаях масса пластинки будет уменьшаться, в каких – увеличиваться, а в каких – не будет меняться? (5 баллов)

Уменьшается в растворах нитратов меди и железа, так как этих металлов выделиться меньше по массе, чем уйдёт цинка с пластинки. Увеличивается в растворах нитратов свинца и серебра, так как этих металлов выделиться больше по массе, чем уйдёт цинка с пластинки. Не будет изменяться в растворе нитрата магния, так как цинк не вытеснит магний из раствора его соли. (за каждый правильный ответ с обоснованием по 1 баллу)

Задача 10-2

В 1827 году Ф. Вёлер получил алюминий нагреванием безводного хлорида алюминия с металлическим калием. Какую массу алюминия максимально можно получить с помощью 3,9 г калия? Каким способом получают алюминий в промышленности в настоящее время. Почему способ получения алюминия, предложенный Вёлером не применяют в настоящее время? (4 балла)

AlCl3 +3K =3KCl + Al. (1 балл) Масса полученного алюминия составит (3,9/39/3)∙27 = 0,9 г. (1 балл) Алюминий получают электролизом расплава оксида алюминия (глинозёма) в криолите: 2Al2O3 = 4Al + 3O2. (1 балл) Способ Вёлера очень дорогой. (1 балл)

Задача 10-3

На высоте 15-25 км над землёй находится озоновый слой атмосферы (его условная толщина при н. у. 3 мм), защищающий живые объекты от жёсткого ультрафиолетового излучения. При попаданию в атмосферу хлорсодержащие соединения под действием ультрафиолетового света диссоциируют с образованием атомов хлора, которые реагируют с озоном: Cl ۠ + O3 = ClO ۠ + O2. В 1987 г. 36 государств подписали Монреальский протокол о снижении производства фреонов как самых опасных разрушителей озона. При старте американского космического челнока «Шатлл» срабатывают твёрдотопливные ускорители. Они поднимают корабль до высоты 40 км, сжигая 987 т твёрдого топлива, содержащего примерно 70 % перхлората аммония (NH4ClO4).

1. Сколько примерно хлора попадает в атмосферу при одном старте «Шаттла»?

2. В аэрозольных баллончиках раньше широко применяли фреон-12 СCl2F2. В стандартном баллончике (350 мл) использовали около 50 г фреона. Сколько примерно хлора попадает в атмосферу при распылении содержимого одного баллончика?

3. Сколько примерно баллончиков надо распылить, чтобы вызвать такое же разрушение озонового слоя, как при одном старте «Шаттла»?

4. Напишите уравнение горения алюминия с перхлоратом аммония (хлор превращается в хлороводород).

5. Какие выводы Вы сделаете по результатам решения этой задачи? (5 баллов)

1. Масса перхлората аммония 987∙0,7 = 690,9 т, в 117,5 т перхлората содержится 35,5 т хлора, тогда в 690, 9 т перхлората будет содержаться 35,5∙690,9/117,5 ≈ 209 т. (1 балл)

2. В 121 г фреона-12 содержится 71 г хлора, тогда в 50 г фреона хлора будет содержаться 50∙71/121 ≈ 29 г (1 балл)

3. 209 000 000/29 ≈ 7 200 000 баллончиков (1 балл)

4. 6NH4ClO4 + 10Al = 3N2 + 9H2O + 6HCl + 5Al2O3 (1 балл)

5. При составлении международных соглашений о разрушителях озона необходимо учитывать все источники активного хлора, а не только фреоны. Возможны другие выводы. (1 балл)

Задача 10-4

В галогениде металла массовая доля галогена равна 64,59%, а в оксиде того же металла массовая доля кислорода составляет 15,44%. Установите формулы оксида и галогенида. (4 балла)

По закону эквивалентов m(Me)/M(эMe) = m(O)/M(эO); 84,56/ M(эMe) = 15,44/8; отсюда M(эMe) = 43,82, при z = 2 M(Me) = 87,62 – металл стронций. SrO (2 балла)
По закону эквивалентов m(Me)/M(эMe) = m(Галогена)/M(эГалогена); 35,41/ 43,82 = 64,59/ M(эГалогена); отсюда M(эГалогена) = 79,9, при z = 1 M(Галогена) = 79,9 – галоген бром. SrBr2 (2 балла)

Задача 10-5

84 г алкена присоединяет 33,6 л (н. у.) водорода в присутствии катализатора. При окислении углеводорода на холоду водным раствором перманганата калия образуется соединение симметричного строения. Определите строение исходного углеводорода. (4 балла)

n(Н2) = n(CnH2n). М(CnH2n) = m(CnH2n) · 22,4 л/моль/V(H2) = 56 г/моль. С другой стороны, M(CnH2n) = 12n + 2n.
56 = 12n + 2n. Отсюда n =балла) Этот углеводород — один из изомеров С4Н8. (1 балл) Из трех изомеров только бутен-2 дает симметрично построенный 2,3-бутандиол при окислении (1 балл)

Задача 10-6 Дайте ответы на вопросы после проведения соответствующих экспериментов:

Опыт «Фонтанчик»

1) Почему вода фонтаном устремляется в колбу?

2) Почему вода в колбе приобрела малиновую окраску?

3) Зачем колбу с аммиачной водой закрывают пробкой с длинной стеклянной трубкой?

4) Если вместо аммиачной воды в колбе налит раствор нашатыря, то какой реактив надо добавить, чтобы при нагревании выделялся аммиак?

Опыт «Волшебная палочка»

1) Напишите уравнение реакции, протекающей при прикосновении палочкой спиртовки.

Опыт «Колба на ладони»

1) Почему колба висит на ладони?

2) Запишите уравнения реакций, которые могут протекать в колбе.

3) Предложите свой вариант опыта, доказывающий, что углекислый газ реагирует со щёлочью. (8 баллов)

Опыт «Фонтанчик»

1) Разница давлений в колбе и атмосферного (1 балл)

2) Аммиак в растворе даёт щелочную среду (1 балл)

3) Стеклянная трубка играет роль обратного воздушного холодильника (1 балл)

4) Щёлочь (1 балл)

Опыт «Волшебная палочка»

1) 12KMnO4 + 5C2H5OH + 18H2SO4 = 12MnSO4 + 10CO2 + 6K2SO4 + 33H2O (1 балл)

Опыт «Колба на ладони»

1) Углекислый газ поглотился раствором щёлочи, в колбе разрежённое пространство. (1 балл)

2) Образование карбоната и гидрокарбоната натрия. (1 балл)

3) Например, закрыть колбу не ладонью, а пробкой с газоотводной трубкой, которую опустить с стакан с водой. После поглощения углекислого газа щёлочью, вода устремиться по трубке в колбу. Возможны другие варианты. (1 балл)