Олимпиадные задания по химии для 9 класса
школьный этап
2015-2016 учебный год.
1. В четырёх различных сосудах находятся газы: аммиак, азот, кислород и углекислый газ. С помощью, каких приёмов можно распознать, какой газ находится в пробирке? При распознавании с использованием химических приёмов приведите уравнения соответствующих химических реакций.
2. В избытке кислорода сожгли 10 л (н. у.) пропана (C3H8). Каков суммарный объём продуктов сгорания (водяных паров и углекислого газа), приведённого к нормальным условиям. Какой объём кислорода израсходуется при этом? Напишите уравнение реакции горения углеводорода.
3. Две конические колбы наполнили углекислым газом. После этого в одну колбу насыпали столовую ложку гашёной извести, в другую – столько же негашёной. И сразу накрыли горлышко колб предметными стёклами. Через некоторое время перевернули колбы вверх дном – предметное стекло у одной из колб не упало, а осталось как бы «притянутым» к горлышку колбы. Поясните этот эффект с приведением соответствующих уравнений химических реакций.
4. К 7,8 г порошка гидроксида алюминия добавили до полного растворения водный раствор HBr. При аккуратном выпаривании воды из раствора образовалось кристаллическое вещество, содержащее 6 моль воды на 1 моль образовавшегося вещества. Напишите уравнение реакции и рассчитайте массу полученных кристаллов.
5. 200 г сплава цинка с медью обработали избытком раствора соляной кислоты. Выделившийся газ при нагревании вступил в реакцию с избытком оксида железа (III), в результате чего масса оксида железа (III) уменьшилась на19,2 г. Каков состав сплава меди с цинком (в %)?
Ответы к олимпиадным заданиям по химии для 9 класса.
1. Аммиак можно определить по резкому запаху. Если в пробирку с аммиаком добавить воду, то образуется водный раствор аммиака, имеющий щелочную реакцию:
NH3 + H2O = NH4OH (точнее NH3*H2O).
Добавление фенолфталеина к этому раствору аммиака окрашивает раствор в малиновый цвет.
В пробирке с кислородом тлеющая лучинка вспыхивает ярким светом, а в пробирках с азотом и углекислым газом эта тлеющая лучинка гаснет.
Если в пробирку с углекислым газом добавить известковой воды, то известковая вода мутнеет
Ca (OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
2. Уравнение реакции горения пропана С3Н8 + 5О2 = 3СО2 + 4Н2О
Суммарный объём продуктов сгорания (СО2 и Н2О) в 7 раз (3+4) больше объёма сгоревшего пропана и равен 10 ∙ 7 = 70 л. Объём израсходованного кислорода в 5 раз больше объёма сгоревшего пропана и равен 10 ∙ 5 = 50 л.
3. Происходящие в колбах химические реакции описываются уравнениями
для негашёной извести: CaO + CO2 = CaCO3
для гашёной извести: Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О
В ходе химической реакции СО2 поглощается и давление в колбе становится ниже внешнего давления. Разность этих давлений и удерживает предметное стекло при переворачивании колбы.
4. Условию задания соответствует уравнение реакции
Al(OH)3 + 3HBr = 3H2O + AlBr3
М(Al(OH)3) = 78 г/моль;
М(AlBr3) = 267 г/моль;
М(AlBr3 ∙ 6H2O) = 375 г/моль
При осторожном выпаривании образуются кристаллы AlBr3 ∙ 6H2O
Массе гидроксида алюминия m(Al(OH)3) = 7,8 г соответствует его количество, равное
n(Al(OH)3) = m(Al(OH)3)/ М(Al(OH)3) = 7,8/78 = 0,1 моль.
Масса полученных кристаллов равна
m(AlBr3 ∙ 6H2O) = n(AlBr3 ∙ 6H2O) ∙ М(AlBr3 ∙ 6H2O) = 0,1 ∙ 375 = 37,5 г.
5. Условию задания соответствуют следующие уравнения реакций (медь не реагирует с соляной кислотой):
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ (1)
t
3H2 + Fe2O3 = 2Fe + 3H2O (2)
Ar (Zn) = 65г/моль; М(Н2) = 2 г/моль;
М (Fe2O3) = 160 г/моль; Ar(Fe) = 56 г/моль.
Пусть в реакции участвуют х моль Zn, т. е. n(Zn) = х. Тогда в соответствии с реакцией (2) прореагировало х/3 моль Fe2O3 и образовалось 2/3х моль Fe. Массы Fe2O3 и Fe соответственно равны
M(Fe2O3) = n(Fe2O3)∙ M(Fe2O3) = х/3 ∙ 160,
M(Fe) = n(Fe2O3)∙ Ar(Fe) = 2/3х ∙ 56.
Масса оксида железа уменьшилась за счёт восстановления части оксида железа в металлическое железо и испарения образовавшейся воды из зоны реакции. Поэтому
х/3 ∙ 160 – 2/3х ∙ 56 = 19,2.
Решая это уравнение относительно х, получим х = 1, моль. Этому количеству Zn соответствует его масса, равная
m(Zn) = n(Zn) ∙ Ar(Zn) = x ∙ Ar(Zn) = 1,2 ∙ 65 = 78 г.
Масса меди в исходном сплаве
M(Cu) = 200 – m(Zn) = 200 – 78 = 122 г.
Содержание меди и цинка в исходном сплаве равно
ώ(Zn) = 78 ∙ 100 : 200 = 39%;
ώ (Cu) = 100 – ώ(Zn) = 100 – 39 = 61%.
