Задания теоретического тура II городского (районного) этапа (2004/05 учебный год)

Задания теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2004/05 учебный год)

9 класс

9-1. Карбонат бария нагрели на воздухе до 1200оС, а затем медленно охладили до комнатной температуры. Через водную суспензию твердого остатка, пропустили газообразный продукт этой реакции. Осадок отфильтровали, а к фильтрату добавили подкисленный раствор йодида калия. Образующееся вещество дает синее окрашивание с крахмалом.

О каких процессах идет речь?

Приведите уравнения всех реакций.

9-2. 6,35 г бинарного соединения X состоящего из элементов Y и Z растворили в воде и к образовавшемуся раствору добавили избыток раствора щелочи при этом выпал осадок вещества G массой 5,80 г. Прокаливание G, являющегося оксидом, приводит к уменьшению его массы на 6,90%.

Определите вещества X и G, элементы Y и Z. Напишите все уравнения реакций. Назовите известные вам соли элементов Y и Z, хорошо растворимые в воде.

9-3. 5,000 г амальгамы некоторого металла растворили в избытке концентрированной азотной кислоты. Полученный раствор выпарили, а остаток прокалили в вытяжном шкафу при 400оС до постоянной массы, равной 0,405 г. Полученное после прокаливания вещество не растворяется в воде, но хорошо растворяется в концентрированном растворе щелочи. При восстановлении углем можно получить 0,325 г чистого металла.

Определите качественный и количественный (в массовых долях) состав амальгамы.

9-4. Восстановите левую часть уравнений не изменяя коэффициентов.

1)  … + … → 2K2CO3 + 5O2

2)  … + … → 5KCl + 3P2O5

3)  … + … → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O

4)  … + … → 2FeCl2 + J2 + 2KCl

5)  … + … → 2CaCO3 + 2H2O

Где используются или могут быть использованы эти процессы. Приведите по одному примеру.

9-5. Вещество X оранжевого цвета массой 9,20 г при нагревании без доступа воздуха разлагается с образованием 2,24 л азота (н. у.) и простого твердого вещества Y желтого цвета, образованного элементом Z. Вещество Y горит на воздухе с образованием газа с резким запахом, молярная масса X в 5,75 раза больше атомной массы элемента Z. Вещество X при нагревании реагирует с водой, соляной кислотой, щелочью.

Определите вещества X и Y. Ответ подтвердите расчетами и уравнениями реакций.

Решение заданий теоретического тура

II городского (районного) этапа (2004/05 учебный год)

9 класс

9-1. 1200оС

1.  BaCO3 → BaO + CO2

2.  2BaO + O2 → 2BaO2 при медленном охлаждении

3.  BaO2 + H2O + CO2 → BaCO3↓ + H2O2

4.  H2O2 + 2KJ + H2SO4 → J2↓ + K2SO4 + 2H2O

5.  С крахмалом J2 – синее окрашивание

Оценка задания

1. За реакцию 1	1 балл
1.  За реакции 2 – 4	2 · 3 = 6 баллов
2.  За указание на окрашивание	1 балл
Итого:	8 баллов

9-2. G оксид элемента Y. Его формула – Y2On

6,9% это кислород, тогда а – А(Y) → 16n/2a+16n = 0,069 → a=108n

n=1 a=108 Y=Ag G=Ag2O

ν(Ag2O) = 58,232 = 0,025 моль

ν(Ag) = 0,05 моль

если AgZ, то М(AgZ) = 6,35/0,05 = 127

и Z =F

X – AgF; Y – Ag; Z – F; G – Ag2O;

t

2AgF + 2NaOH → Ag2O↓ + 2NaF + H2O

2Ag2O → 4Ag + O2

Растворимые а) AgF, AgNO3, AgClO4, CH3COOAg

б) NaF, KF, RbF, CsF, AgF, TlF, NH4F и т. д.

Оценка задания

1.  За определение веществ	0,5 · 4 = 2 балла
2.  За нахождение Ag	2 балла
3.  За нахождение F	2 балла
4.  За уравнения реакций	2 балла
5.  За растворимые соли не менее 3 по а) и б)	2 · 1 = 2 балла
Итого:	10 баллов

9-3.

1)  Hg + 4HNO3 → Hg(NO3)2 + 2NO2 + H2O

400оС

2)  Hg(NO3)2 → Hg↑ + 2NO2↑ + O2↑

3)  2Me(NO3)n → Me2On + 2nNO2 + n/2O2

4)  Me2On + nC → 2Me + nCO

A(Me) = x ν(Me) = 2ν(Me2On)

0,325/x = 2 ∙ 0,405/2x+16n → x = 32,6n

при n = 2, x = 65,2 металл Zn

3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O (возможно выделение NO2)

2Zn(NO3)2 → 2ZnO + 4NO2 + O2

ZnO + С → Zn + CO

ZnO + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4]

ω(Zn) = 0,325 ∙ 100%/5 = 6,5%

ω(Hg) = 93,5%

Оценка задания

1.  Уравнения реакций	6 · 1 = 6 балла
2.  За установление металла	2 балла
3.  За нахождение состава	2 балла
Итого:	10 баллов

9-4.

1)  4KO3 + 2CO2 → 2K2CO3 + 5O2

2)  6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

3)  2KMnO4 + 16HCl → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O

4)  2FeCl3 + 2KJ → 2FeCl2 + J2 + 2KCl

5)  Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3 + 2H2O

Оценка задания

1.  Уравнения реакций	5 · 1 = 5 баллов
2.  За указание использования	5 · 1 = 5 баллов
Итого:	10 баллов

9-5. Вещество Y – сера

1)  S + O2 → SO2

ν (N2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль ν(N) = 0,2 моль

m(S) = m(X) – m(N) = 9,2 – 0,2 ∙ 14 = 6,4 г ν(S) = 0,2 моль

X – SaNb a : b = 0,2 : 0,2 = 1 : 1

Простейшая формула SN

Истинная (SN)n

М = 5,75 ∙ 32 = 184 n = 184/46 = 4

Истинная формула S4N4 – тетранитрид тетрасеры

2)  S4N4 + 6H2O → 4NH3 + S + 3SO2

3)  S4N4 + 4HCl + 6H2O → 4NH4Cl + S + 3SO2

4)  S4N4 + 6NaOH + H2O → 4NH4OH + S + 3Na2SO3

Оценка задания

1.  За уравнение 1	1 балл
2.  За уравнения 2 – 4	2 · 3 = 6 баллов
3.  За нахождение простейшей формулы	1 балл
4.  За нахождение истинной формулы	1 балл
5.  За название	1 балл
Итого:	10 баллов

Задания теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2005/06 учебный год)

9 класс

9-1. Известно, что хромат-ион является сильным окислителем в водной среде.

Допишите продукты и расставьте коэффициенты в приведенных уравнениях реакций. Приведите их сокращенные ионные уравнения. Объясните, почему хромат аммония нельзя получить пропусканием аммиака в раствор хромовой кислоты. Подтвердите это уравнением реакции.

1.  K2CrO4 + BaCl2 → KCl + ...

2.  K2CrO4 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + ...

3.  K2CrO4 + Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2O + K2SO4 + ...

4.  H2CrO4 + KOH → H2O + ...

5.  K2CrO4 + HCl → Cl2 + KCl + H2O + ...

6.  K2CrO4 + KJ + H2O → J2 + KOH + ...

9-2. Иодид калия и нитрат свинца реагируют в водном растворе. В серии экспериментов измеряли массы нитрата свинца и йодида калия, сохраняя постоянной их сумму: 10,000 г. Образующийся осадок промывали и высушивали до постоянной массы.

Результаты экспериментов приведены в таблице:

№ опыта	Масса нитрата свинца, г	Масса осадка, г
1	1,000	1,384
2	2,000	2,776
3	3,000	4,186
4	6,000	5,556
5	8,000	2,782

Поясните полученные результаты математическими расчетами. Вычислите максимальную массу осадка и массы исходных веществ.

9-3. Оксид неметалла массой 9,60 г добавили к 140,4 г 10%-го раствора гидроксида натрия. В результате реакции образовался раствор с массовой долей соли 11,36%.

Определите формулы оксида и соли. Рассчитайте массовую долю щелочи в конечном растворе.

9-4. При 298К к 100 мл неизвестной жидкости А, представляющей собой 1%-й раствор индивидуального вещества Б, добавили равный объем воды. В результате взаимодействия выделилось 6,60 л (н. у.) двухатомного горючего газа В. Нерастворимые в воде вещества отделили фильтрованием, в результате получили примерно 90 мл раствора вещества Г.

Определите, что представляет собой жидкость А и вещества Б, В, Г. Ответы подтвердите расчетами.

9-5. Добавление избытка раствора карбоната натрия к раствору, полученному при взаимодействии металла А с водой, привело к выпадению осадка В.

Осадок В отделили и растворили в избытке бромоводородной кислоты. Осадок после упаривания раствора досуха и высушивания представляет вещество С.

Определите вещества А, В,С, если масса вещества С в 5 раз превышает массу А, а масса В в 2 раза меньше массы С. Приведите уравнения реакций.

Решение заданий теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2005/06 учебный год)

9 класс

9-1.

1. K2CrO4 + BaCl2 = 2KCl + BaCrO4↓

CrO42- + Ba2+ = BaCrO4↓

2. 2K2CrO4 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + K2Cr2O7

2CrO42- + 2H+ = H2O + Cr2O72-

3. 2K2CrO4 + 3Zn + 8H2SO4 = 3ZnSO4 + 8H2O + 2K2SO4+ Cr2(SO4)3

2CrO42- + 3Zn + 16H+ = 3Zn2+ + 8H2O + 2Cr3+

4. H2CrO4 + 2KOH = 2H2O + K2CrO4

H+ + OH - = H2O

5. 2K2CrO4 + 16HCl = 3Cl2 + 4KCl + 8H2O + 2CrCl3

2CrO42- + 16H+ + 6Cl - = 3Cl2 + 8H2O + 2Cr3+

6. 2K2CrO4 + 6KJ + 8H2O = 3J2 + 4KOH + 2K3[Cr(OH)6]

2CrO42- + 6J- + 8H2O = 3J2 + 4OH - + 2[Cr(OH)6]2-

Между NH3 и H2CrO4 протекает реакция

7.  2NH3 + 2H2CrO4 = Cr2O3 + N2 + 5H2O

Оценка задания

За уравнения 1,2,4 по 0,5 баллов	0,5 ∙ 6 = 3 балла
За уравнения 3,5,6,7 по 1 баллу	1 ∙ 7 = 7 баллов
Итого:	10 баллов

9-2. Pb(NO3)2 + 2KJ = PbJ2↓ + 2KNO3

Опыт 1	υ(Pb(NO3)2)=0,003 моль	υ(KJ)=0,054 моль
	KJ в избытке, υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)
Опыт 2	υ(Pb(NO3)2)=0,006 моль	υ(KJ)=0,048 моль
	KJ в избытке, υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)
Опыт 3	υ(Pb(NO3)2)=0,009 моль	υ(KJ)=0,042 моль
	KJ в избытке, υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)
Опыт 4	υ(Pb(NO3)2)=0,018 моль	υ(KJ)=0,024 моль
	KJ в недостатке, υ(PbJ2)=1/2 υ(KJ)
Опыт 5	υ(Pb(NO3)2)=0,024 моль	υ(KJ)=0,012 моль
	KJ в недостатке, υ(PbJ2)=1/2 υ(KJ)

Максимальная масса осадка образуется, когда вещества взяты в стехиометрических соотношениях.

Если υ(Pb(NO3)2)=Х υ(KJ)=2Х, тогда

331Х + 2 ∙ 166Х = 10

Х=0,015 моль

υ(PbJ2)= υ(Pb(NO3)2)=0,015 моль υ(KJ)=0,03 моль

m(PbJ2)=0.015 ∙ 461=6,915 г

m(Pb(NO3)2)=m(KJ)=5,0 г

Оценка задания

1. За уравнение реакции	0,5 балла
2. За вычисления 1 – 5 по 1 баллу	5 ∙ 1 = 5 баллов
3. За объяснение максимальной массы	1 балл
4. За нахождение Х	2 балла
5. За нахождение масс по 0,5 балла	3 ∙ 0,5 = 1,5 балла
Итого:	10 баллов

9-3.

Пусть формула оксида неметалла Э2Ох

Общее уравнение реакции 2NaOH + Э2Ох = Na2Э2Ох+1 + H2O

Если х – четное число = 2у, тогда 2NaOH + ЭОу = Na2ЭОу+1 + H2O

m(конеч. р-ра) = 9,6 + 140,4 = 150 г,

тогда масса соли: m(соли) = 150 ∙ 0,1136=17,04 г.

Масса соли отличается от массы оксида на массу Na2O, следовательно

m(Na2O)= 17,04 – 9,6=7,44 г

υ(Na2O)= υ(оксида)=0,12 моль для четных х и υ(оксида)=1/2 υ(Na2O) для нечетных х.

Тогда для четных М(ЭОу)=9,6/0,12=80 г/моль

при у=3 М(Э) = 32. Это S – сера, SO3 – оксид серы (VI)

При других вариантах разумного решения нет.

2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O

υ(NaOH)исх.=140,4 ∙ 0,1/40=0,351 моль

υ(NaOH)ост.=0,351 – 2 ∙ 0,12= 0,111 моль

ω(NaOH)= 0,111 ∙ 40 ∙ 100%/150=2,96%

Оценка задания

За составление уравнения в общем виде	2 балла
За нахождение m(р-ра), m(соли), m(Na2O), m(оксида) по 1 баллу	4 балла
За установление элемента и оксида по 1 баллу	2 балла
За нахождение массовой доли NaOH	2 балла
Итого:	10 баллов

9-4.

1.  Горючий двухатомный газ СО, или Н2 , но в реакциях с участием воды может быть только Н2.

2.  Он может выделяться при указанных условиях, только в реакциях металлов первой и третьей групп главной подгруппы.

3.  Жидкость А, либо раствор металла в органическом растворителе (мало вероятно), либо в ртути, т. е. это амальгама.

4.  Происходит реакция Me + nH2O = Me(OH)n + n/2 H2, где n – валентность металла 1 – 3.

5.  Учитывая плотность ртути 13,55 г/мл

m(жидкости А)=135,5 г, а m(Ме)=13,55 г

6.  υ(Н2)=n/2 υ(Me)=V/Vm=6,6/22,4=0,295 моль υ(Ме)=0,59/n моль

7.  при n=1 М(Ме)=22,97 г/моль, что соответствует Na

8.  Реакция 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

9.  υ(H2O)вст.= υ(Na)=0,59 моль

m(H2O)=0,59 ∙ 18=10,6 г

m(H2O)ост.=100 – 10,6 =89,4 г ≈ 90 мл

А – амальгама натрия, Б – натрий, В – водород, Г – гидроксид натрия

Оценка задания

1. За пункты 1 – 8 по 1 баллу	8 ∙ 1 = 8 баллов
2. За расчет пункта 9	2 балла
Итого:	10 баллов

9-5.

1.  В – карбонат металла. Нерастворимы только карбонаты двухвалентных металлов.

2.  Металл А – щелочноземельный, т. к. он реагирует с водой и дает нерастворимые карбонаты.

3.  Уравнения реакций

Me + 2H2O = Me(OH)2 + H2↑

Me(OH)2 + Na2CO3 = MeCO3 + 2NaOH

MeCO3 + 2HBr = MeBr2 + CO2↑ + H2O

4.  M(Me) = x, тогда

m(С)/m(А) = М(MeBr2)/M(Me) = (x+160)/x = 5

тогда х =40 г/моль, Ме= Ca

5.  m(С)/m(B) = М(CaBr2)/M(CaCO3) = (200)/100 = 2

6.  A – Ca, B – CaCO3, C – CaBr2

7.  Уравнения реакций

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑

Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaOH

CaCO3 + 2HBr = CaBr2 + CO2↑ + H2O

Оценка задания

1. За обоснования 1,2	1 балл
2. За уравнения по 1 баллу	3 ∙ 1 = 3 балла
3. За нахождение Ca	2 балла
4. За проверку 5	1 балл
5. За вещества по 1 баллу	3 ∙ 1 = 3 балла
Итого:	10 баллов

Задания теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2006/07 учебный год)

9 класс

9-1. При пропускании избытка сероводорода через раствор, содержащий 0,8 г некоторой соли серной кислоты, выпало 0,48 г осадка.

Определите, соль какого металла содержалась в исходном растворе.

9-2. К смеси порошков двух простых веществ А (темно-серого цвета) и Б (серебристо-белого цвета) добавили несколько капель жидкости В. При этом произошла бурная реакция образования вещества Г. При растворении вещества Г в избытке раствора гидроксида натрия образуется прозрачный раствор. В этот раствор пропустили небольшое количество хлора, в результате чего выпал белый осадок Д, а раствор окрасился в бурый цвет. Если же вещество Г растворить в растворе аммиака, то осадок Д выпадает сразу же.

Определите вещества А, Б, В, Г, Д и напишите уравнения упомянутых реакций.

9-3. Твердое вещество X массой 2 г обработали хлором и получили единственный продукт Y, жидкий при нормальных условиях. При внесении продукта Y в большой избыток воды образуется 1,5 г исходного вещества X. Из получившегося сильнокислого раствора при нагревании выделяется газ Z с плотностью по воздуху 2,2. При окислении кислородом исходной навески вещества X можно выделить в 4 раза больше газа Z, чем из раствора, полученного при внесении Y в воду.

Опре­делите вещества X, Y и Z. Напишите уравнения описан­ных реакций.

9-4. При нагревании 1,000 г некоторой соли образуется три оксида: твердый (0,878 г), жидкий (0,0354 г) и газообразный (0,0866 г) (агрегатное состояние приведено для 25оС и 1 атм.).

С помощью расчетов определите формулу соли и напишите реакцию ее разложения.

9-5. Рассмотрите приведенную схему процессов и установите все участвующие вещества. Напишите уравнения всех приведенных реакций, дайте им названия:

	(1)
	(2)
	(3)
	(4)
	(5)
	(6)
	(7)
	(8)

Известно, что А и Ж – желто-зеленые газы резкого запаха, И – желто-бурый газ резкого запаха, Д – бесцветный газ; очищенные вещества В, Ж, И термически неустойчивые, вещество Г входит в состав ряда пиротехнических смесей.

Решение заданий теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2006/07 учебный год)

9 класс

9-1. Обозначим соль серной кислоты как Me2(SO4)n, где n – степень окисления металла Me.

Me2(SO4)n + nH2S = nH2SO4 + Me2Sn¯

1 моль 1 моль

Пусть x – относительная атомная масса металла Me, тогда

M(Me2(SO4)n) = 2x + 96n M(Me2(SO4)n) = (2x + 96n) г/моль,

M(Me2Sn) = 2x + 32n M(Me2Sn) = (2x + 32n) г/моль,

n(Me2(SO4)n) = 0,8 / (2x + 96n), n(Me2Sn) = 0,48 / ( 2x + 32n),

а по уравнению реакции n(Me2(SO4)n) = n(Me2Sn)

составим уравнение: 0,8 / (2x + 96n) = 0,48 / ( 2x + 32n),

решая которое, получаем х = 32n.

Подставляя значения степени окисления (n), рассчитываем Ar(Me), то есть х:

при n = 1 Ar(Me) = 32, металла с такой атомной массой нет;

при n = 2 Ar(Me) = 64, подходит медь Cu;

при n = 3 Ar(Me) = 96, металла с такой атомной массой нет;

другие значения не подходят.

Ответ: Металл – медь. Соль – CuSO4.

Оценка заданий

1. За уравнение	2 балла
2. За расчет и нахождение металла	6 баллов
Итого:	8 баллов

9-2. А – I2; Б – А1; В – Н2О; Г – AlI3; Д – А1(ОН)3

2Al + 3I2 = 2AlI3

AlI3 + 4NaOH = Na[Al(OH)4] + 2NaI

2NaI + C12 = 2NaCl + I2

Na[Al(OH)4]+ Cl2 = 2Al(OH)3 |+ NaCl + NaClO + H2O

AlI3 + 3NH3 + ЗН2О = 3NH4I + Al(OH)3

Оценка задний

1. За вещества по 1 баллу	5 ∙ 1 = 5 баллов
2. За уравнения по 1 баллу	5 ∙1 = 5 баллов
Итого:	10 баллов

9-3. M(в-ва) =29 ∙ 2,2 = 64 (г/моль). Это соответствует SО2, который способен выделяться из кислого раствора.

Значит, вещество X, реагирующее с С12 и О2, – сера. Вещество Y – хлорид серы. Им может быть S2Cl2, SCl2, SCl4.

Уравнения реакций галогенидов серы с водой:

2S2Cl2 + ЗН2О = Н2SО3 + 4HCl + 3S (1)

2SCl2 + 3H2O = H2SO3 + 4HCl + S (2)

SC14 + 3H2O = H2SO3 + 4HC1 (3)

Для нахождения формулы хлорида серы следует учесть, что при реакции его с водой выделяется 3/4 исходной навески серы. Этому условию удовлетворяет S2Cl2 (см. уравнение (2)). Из уравнения (2) следует, что только 1/4 часть серы, прореагировавшая с хлором, дает при реакции с водой SО2.

Таким образом, вещества: X – S, Y – S2Cl2, Z – SO2.

Оценка заданий

1. За молярную массу газа и указание SO2	1 балл
2. За вещества по 1 баллу	3 ∙ 1 = 3 балла
3. За уравнения 1 и 2 по 2 балла	2 ∙ 2 = 4 балла
4. За уравнение 3	1 балл
5. За учет выделившейся серы	1 балл
Итого:	10 баллов

9-4. В химических превращениях, записанных в виде схем 1 – 8, имеются в виду следующие вещества:

А – хлор Cl2, желто-зеленый газ, Б – хлорид калия KCl, белое кристаллическое вещество, В – гипохлорит калия KClO, термически неустойчив, при хранении разрушается, Г – хлорат калия KClO3, “бертолетова соль”, белое кристаллическое вещество, Д – кислород O2, бесцветный газ, Е – перхлорат калия KClO4, белые кристаллы, Ж – оксид хлора(IV) ClO2, газ, цвет желтый, при нагревании взрывается, З – хлорит калия KClO2, термически неустойчивая соль, при хранении разрушается, И – оксид хлора (I) Cl2O, неустойчивый газ, цвет которого описывается как бурый или желто-коричневый.

Уравнения реакций:

Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H2O	(1)
3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O	(2)
2KClO3 = 2KCl + 3O2­	(3)
4KClO3 = KCl + 3KClO4	(4)
2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4 = 2ClO2­+ 2CO2­+ 2KHSO4 + 2H2O	(5)
2ClO2 + 2KOH = KClO2 + KClO3 + H2O	(6)
3KClO = 2KCl + KClO3	(7)
2KClO + 2H2SO4 = 2KHSO4 + Cl2O­ + H2O	(8)

Оценка заданий

1. За вещества по 0,25балла	8 ∙ 0,25 = 2 балла
2. За уравнения с коэффициентами по 1 баллу	8 ∙ 1 = 8 баллов
Итого:	10 баллов

9-5. Наиболее вероятным жидким оксидом является вода. Исходя из этого определим молярную массу газообразного оксида: 0,0866/(0,0354/18) = 44. Наиболее вероятный оксид с такой массой – CO2. Тогда первоначальная соль является основным карбонатом тяжелого металла, разлагающимся по уравнению: (MOH)2CO3 = 2MO + H2O + CO2 (для двухвалентного металла).

Определим молярную массу оксида металла: 0,878/(0,0354/18) = 446,4 ∙ n. В случае двухвалентного металла n (соотношение между коэффициентами перед водой и оксидом металла в уравнении разложения соли) составляет 0,5. Получаем молярную массу оксида металла 223,2, которая соответствует PbO.

Ответ: (PbOH)2CO3 = 2PbO + H2O + CO2

Оценка заданий

1. За установление продуктов разложения (H2O и CO2) по 1 баллу	2 ∙ 1 = 2 балла
2. За уравнения с коэффициентами	2 балла
3. За установление оксида и соотношения оксид: вода	4 балла
Итого:	8 баллов

Задания муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников

по химии 2009-2010 гг.

Время выполнения 4 часа

9 класс

9-1. Природный минерал лангбейнит содержит 23,2% (по массе) серы, 46,4% кислорода, также калий и магний. Определите формулу минерала. Представьте ее в виде устойчивых химических соединений.

9-2. Сульфид меди растворили в избытке разбавленной азотной кислоты при кипячении. Полученный раствор охладили и добавили к нему избыток раствора щелочи. Образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили на плитке до постоянной массы. Напишите уравнения описанных реакций, если известно, что масса осадка после прокаливания равна массе исходного сульфида. Ответ поясните.

9-3. При взаимодействии 2,03 г смеси щелочного металла и его оксида с разбавленной серной кислотой образовался раствор, содержащий 2,926 г соли. Установите металл и определите массы веществ в исходной смеси.

9-4. Элементы А, Б, В образуют соединения друг с другом. Простое вещество А горит в простом веществе Б, образуя газ с резким запахом. Дальнейшее взаимодействие вещества Г с простым веществом Б в присутствии катализатора дает бесцветную жидкость Д, которая ниже 17оС переходит в прозрачную твердую модификацию. Раствор вещества Е, состоящего из элементов А и В, в веществе Ж, образованном из элементов Б и В, имеет слабо кислую реакцию среды. Вещества Е и Ж однотипны по составу, но существенно отличаются по свойствам. При взаимодействии Е с простым веществом Б получаются вещества Г и Ж. При соединении вещества Д с Ж образуется сильный окислитель З, который с веществом А дает вещества Г и Ж. Определите элементы А-В и вещества Г-З. Напишите уравнения реакций, подтверждающие выводы.

9-5. Навеску металла растворили в разбавленной азотной кислоте. В результате образовалось 195 мл раствора с плотностью 1,026 г/см3, в котором содержатся две соли с массовыми долями 2,84% и 0,4%. Установите неизвестный металл и определите его массу, если процесс протекает строго по одному уравнению реакции.

Решения и критерии оценки.

9 класс.

9-1.

Находим суммарную массовую долю калия и магния

100% - 23,2% - 46,4% = 30,4%

Обозначим содержание калия за x, тогда содержание магния будет (30,4 – x).

Воспользуемся уравнением электронейтральности, учитывая, что в природном минерале, содержащем кислород, степень окисления серы будет равна +6.

(+1)x/39 + (+2)(30,4 – x)/24 +(+6)23,2/32 + (-2)46,4/16 = 0.

Решая уравнение, получаем x = 18,9%.

Следовательно, массовая доля калия составляет18,9%, магния 30,4 – 18,9 = 11,5%.

Формулу минерала представим в виде КХМgУSZOW, тогда

х:у:z:w = ωK/МК : ωМg/ММg : ωS/МS : ωО/МО = 18,9/39 : 11,5/24 : 23,2/32 : 46,4/16 =

0,485 : 0,479 : 0,725 : 2,899 = 1 : 1 : 1,5 : 6 = 2 : 2 : 3 : 12.Следовательно, минерал имеет формулу К2Мg2S3O12 или К2SO4 ∙ 2МgSO4.

Оценка задачи:
1. За указание степени окисления серы	1 балл
2. За нахождение содержания калия и магния	4 балла
3. За установление брутто-формулы минерала	4 балла
4. За написание формулы в виде устойчивых соединений	1 балл
Итого:	10 баллов

9-2.

1.  3 Cu2S + 16 HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 10NO + 3 CuSO4 + 8 H2O или

3 Cu2S + 22 HNO3 = 6 Cu(NO3)2 + 10NO + 3 H2SO4 + 8 H2O

2.  Cu(NO3)2 + 2NаOН = Cu(OН)2 + 2 NаNO3 или

CuSO4 + 2NаOН = Cu(OН)2 + Nа2SO4

3.  Cu(OН)2 = CuO + H2O

По условию задачи масса полученного оксида меди (II) равна массе исходного сульфида. Такому условию удовлетворяет только сульфид меди (I), что вытекает из соотношения ν(CuO) = 2ν(Cu2S).

М(CuO) = 80 г/моль; М(Cu2S) = 160 г/моль. Для сульфида меди (II) CuS это условие не выполняется, т. к. ν(CuO) = ν(CuS), а М(CuO) ≠ М(CuS).

Оценка задачи:
1. За установление формулы сульфида с пояснением	3 балла
2. За уравнение 1	3 балла
3. За уравнения 2,3 по 2 балла	4 балла
Итого:	10 баллов

9-3.

Уравнения реакции имеют вид:

1.  2Ме + H2SO4 = Ме2SO4+ H2

2.  Ме2О + H2SO4 = Ме2SO4+ H2O

Для решения задачи недостаточно количественных данных. Поэтому обозначим молярную массу щелочного металла за х. В реакцию с кислотой вступает металл и его оксид, отношение масс полученного сульфата и исходной смеси должно отвечать неравенству: Мсоли /Моксида < mсоли/mсмеси < Мсоли/Мметалла. Подставляя значения получаем (2х +96)/(2х +16) < 1,44 < (2х +96)/2х После решения неравенств получаем 83< х <109, что соответствует рубидию с молярной массой 85 г/моль. Далее, обозначим количество вещества металла за а моль, оксида – b моль и, используя уравнения реакций, выразим массу смеси и массу сульфата: 85а +166b = 2,03 (0,5а +b)∙266 = 2,926. Решением системы уравнений находим: а = 0,002 моль; b = 0,01 моль. Следовательно, масса рубидия составляет 0,17 г; масса его оксида – 1,86 г.
Оценка задачи:
1. За уравнения реакций по 1 баллу	2 балла
2. За установление металла с доказательством	5 баллов
3. За нахождение массы веществ по 1,5 балла	3 балла
Итого:	10 баллов

9-4.

Из анализа поведения веществ и их свойств следует:

А – сера; Б – кислород; В – водород.

Г – оксид серы (IV); Д – оксид серы (VI); Е – сероводород; Ж – вода; З – серная кислота.

1.  S + O2 = SO2 ;

2.  2SO2 + O2 ↔ 2SO3;

3.  H2S + H2O ↔НS - +Н3O+;

4.  2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O;

5.  SO3 + H2O = H2SO4;

6.  2H2SO4 + S = 3SO2 + 2H2O

Оценка задачи:
1. За вещества по 0,5 балла (8*0,5)		4 балла
2. За уравнения реакций по 1 баллу		6 баллов
Итого:	10 баллов

9-5.

Условию задачи отвечает реакция

8 Ме + 10х HNO3 = 8Ме(NO3)х + хNН4NO3 + 3х H2O, где х – степень окисления металла, которая не может быть более 4. Исходя из уравнения, меньшее значение массовой доли будет относиться к нитрату аммония. Находим массы нитратов: m[Ме(NO3)х] = 195 ∙ 1,026 ∙ 0,0284 = 5,68 г;

m(NН4NO3) = 195 ∙ 1,026 ∙ 0,004 = 0,8 г.

Отсюда ν(NН4NO3) = 0,8/80 = 0,01 моль; ν[Ме(NO3)х] = 8/х ∙ ν(NН4NO3) = 0,08/х.

Молярная масса соли равна М[Ме(NO3)х] = m/ν = 5,68х/0,08 = 71х; молярная масса металла –

М(Ме) = М[Ме(NO3)х] – хМ(NO3) = 71х – 62х = 9х.

Подставляя значения х от 1 до 4, получаем:

х = 1, М(Ме) = 9 г/моль; Ве, но его степень окисления равна 2;

х = 2, М(Ме) = 18 г/моль; но такого металла нет;

х = 3, М(Ме) = 27 г/моль; Аl, его степень окисления равна 3;

х = 4, М(Ме) = 36 г/моль; такого металла нет. Следовательно, ответ – алюминий.

Находим массу вступившего в реакцию алюминия: m(Al) = ν(Al) ∙ M(Al) = 0,08∙ 27 /3 = 0,72 г.

Оценка задачи:
1. За уравнение реакции		2 балла
2. За установление металла с расчетом		6 баллов
3. За нахождение массы металла		2 балла
Итого:	10 баллов