I этап (школьный)
Химия
Критерии проверки
Общее время выполнения работы – 4 часа.
Задание 1.
«Магическое число семь»
Человечество давно питает особое пристрастие к числу семь. В древности существовало семь чудес света и семь царств. Какое значение имело число «семь» в алхимии?
Алхимики считали, что в природе существует только семь металлов по числу известных в то время планет и что эти металлы связаны со средой обитания человека, его душевным состоянием, днем недели и космосом. Поэтому металлы имели названия планет, которые приведены в таблице.
Таблица. Алхимические обозначения металлов.
Металл | Планета | День недели | |
1. | Золото | Меркурий | Суббота |
2. | Серебро | Марс | Четверг |
3. | Железо | Солнце | Вторник |
4. | Ртуть | Юпитер | Понедельник |
5. | Олово | Сатурн | Воскресенье |
6. | Медь | Луна | Пятница |
7. | Свинец | Венера | Среда |
Подберите каждому металлу (колонка 1) соответствующую планету (колонка 2) и день недели (колонка 3), с которым связано название планеты (колонка 2).
Количество баллов –10
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) | Баллы |
1) Золото – Солнце (1,3); воскресенье (5). | 1 |
2) Серебро – Луна (2,6); понедельник (4). | 1 |
3) Железо - Марс (3,2); вторник (3). | 1 |
4) Ртуть – Меркурий (4,1); среда (7). | 1 |
5) Олово – Юпитер (5,4); четверг (2). | 1 |
6) Медь – Венера (6,7); пятница (6). | 1 |
7) Свинец Сатурн (7,5) суббота (1). | 1 |
За правильные дни недели с понедельника по субботу по 0,4балла | 2,4 |
За правильное указание (1,3) воскресенье (5) | 0,6 |
Все элементы ответа записаны неверно | 0 |
Максимальный балл | 10 |
Задание 2.
«Распознай!»
Назовите вещества А, В и С, если известно, что они вступают в реакции, описываемые следующими схемами:
1) А + H2 → В
2) А + Н2О ↔ В + С
3) А + Н2О + SO2 → В + …
свет
4) С → В + …
Напишите полные уравнения реакций.
Количество баллов –10
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) | Баллы |
«А» - Сl2; «В» - HCl; «С» - HClO | 3 |
1) Cl2 + H2 → 2НCl | 1 |
2) Cl2 + Н2О ↔ HCl + HСlO | 2 |
3) Cl2 + 2Н2О + SO2 → 2HCl + H2SO4 | 2 |
свет 4) 2HClO → 2HCl + O2 | 2 |
Все элементы ответа записаны неверно | 0 |
Максимальный балл | 10 |
Задание 3.
«Химическое отбеливание»
Медные и серебряные изделия на воздухе темнеют. Воздух - сложная смесь газов, где, кроме кислорода и азота, есть углекислый газ СО2, пары воды и небольшая примесь сероводорода Н2S. Они вызывают образование на поверхности медных изделий веществ А и В. На поверхности серебряных изделий образуется тонкий слой вещества С. Вещество В и С – это соли одной и той же кислоты. Чтобы удалить черноту, поверхность медного изделия протирают тампоном, смоченным в нашатырном спирте – 5%-ом водном растворе аммиака. Для чистки серебряного изделия его заливают горячим водным раствором карбоната натрия, добавляют гранулы цинка и выдерживают в течение нескольких часов.
1. Определите вещества А, В и С, которые вызывают почернение медных и серебряных изделий.
2. Составьте уравнения реакций образования веществ А, В и С.
3. Напишите уравнения реакций очистки медных и серебряных изделий.
4. Рассчитайте объем 5%-ного водного раствора аммиака (плотность 977г/л), который необходим для химического растворения 0,05кг вещества А.
5. Сколько цинка потребуется для «химического отбеливания» 40см2 поверхности серебряных изделий, если содержание вещества С составляет 0,02г/см2?
Количество баллов –10
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) | Баллы |
1) Вещество «А» - CuO; вещество «В» - CuS; вещество «С» - Аg2S За каждое вещество по 0,5 баллов | 1,5 |
2) Составим уравнения реакций образования веществ «А», «В» и»С»: 2Cu + O2 = 2CuO 2Cu + 2Н2S + O2 = 2CuS + 2Н2О 4Аg + 2Н2S + O2 = 2Аg2S + 2Н2О | 0,5 1 1 |
3)Уравнения реакций очистки медных и серебряных изделий: CuO + 4NH3 + H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 Аg2S + Zn + 3Na2CO3 + 4Н2О = 2Ag + Na2[Zn(OH)4] + NaHS + 3NaHCO3 | 1 2 |
4)Найдем количества веществ «А» - CuO и NH3;массу раствора аммиака и его объем: n(CuO) = 50г : 80г/моль = 0,625моль n(NH3) = 4n(CuO) = 4 · 0,625моль = 2,5моль. Масса аммиака равна: m(NH3) = 2,5моль · 17г/моль = 42,5г. Масса раствора аммиака и его объем: M(раствора) = 42,5г : 0,05 = 850г; V(раствора) = 850г : 977г/л = 0,870л. | 0,5 0,5 0,5 |
5) Рассчитаем массу серебряного изделия: m(изделия) = 0,02г/см2 ∙ 40см2 = 0,8г. Найдем количества вещества Аg2S и Zn : n(Аg2S) = 0,8г : 248г/моль = 0.003226моль n(Zn) = 0,003226г/моль; m(Zn) = 0,003226моль ∙ 65г/моль = 0,21г. | 0,5 0,5 0,5 |
Все элементы ответа записаны неверно | 0 |
Максимальный балл | 10 |
Задание 4.
«Чист ли воздух?»
Воздух, загрязненный сероводородом, в течение пяти часов пропускали со скоростью 10 л/с через концентрированный раствор гидроксида натрия, а потом добавили к этому раствору йодную воду до ее обесцвечивания. Выпавший желтый осадок взвесили и установили, что его масса составляет 0,32г. Соответствует ли анализируемый воздух санитарным нормам, если предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДКСС) сероводорода в воздухе на уровне 0,008 мг/м3? Какой вывод можно сделать по полученным данным?
Количество баллов –10
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) | Баллы |
1) Составим уравнение реакции: Н2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O Na2S + J2 = S↓ + 2NaJ | 4 |
2) Найдем количество вещества серы: n(S) =0,32г : 32г/моль = 0,01моль | 1 |
3) n(S) = n(Na2S) = n(H2S) = 0,01моль; m(Н2S) = 0,01г ∙ 34г/моль = 0,34г. | 1 |
4) Найдем объем воздуха, пропущенного через раствор NaOH: V(воздуха) = 10л/с ∙ 3600 с/ч ∙ 5ч = 180м3. | 2 |
Для сравнения полученных данных со значением ПДКСС необходимо перевести их в одинаковую размерность: m(H2S) : V(воздуха) = 0,34 ∙ 1000(мг) : 180(м3) = 1,89мг/м3. Вывод: 1,89мг/м3 > 0,008мг/м3, что значительно выше санитарной нормы, анализируемый воздух является опасным для окружающих. | 2 |
Все элементы ответа записаны неверно | 0 |
Максимальный балл | 10 |
Задание 5.
«Проведи мысленный анализ»
В склянках без этикеток находятся следующие вещества: сухие нитрат серебра, сульфид натрия, хлорид кальция; порошки серебра и алюминия, а также соляная и концентрированная азотная кислоты. В вашем распоряжении имеются вода, горелка и любое количество пробирок.
Составьте уравнения реакций и укажите признаки, по которым можно определить каждое из указанных веществ.
Количество баллов –10
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) | Баллы |
1) AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3 белый | 1 |
2) CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2 белый | 1 |
3)Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑ запах тухлых яиц | 1 |
4) 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ бесцветный, без запаха | 1 |
5) Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2↑ + H2O бурый, с резким запахом | 3 |
6) Na2S + 4HNO3 = 2NaNO3 + S↓ + 2NO2↑ + 2H2O желтый | 3 |
Все элементы ответа записаны неверно | |
Максимальный балл | 10 |
Задание 6.
«Окрашенный раствор»
При пропускании оксида серы (IV) через раствор перманганата калия образовался раствор, в котором массовая доля серной кислоты равна 5%. Вычислите массовые доли остальных продуктов реакции в полученном растворе.
Количество баллов –10
Ответ:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) | Баллы |
1) Составим уравнение реакции: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 | 3 |
2) Найдем массу 2моль H2SO4 – m(H2SO4) = 2моль ∙ 98г/моль = 196г. | 1 |
3) Найдем массу 2моль MnSO4 – m(MnSO4) = 2моль ∙ 151г/моль = 302г. | 1 |
4) Найдем массу 1моль К2SO4 – m(К2SO4) = 1моль ∙ 174г/моль = 174г. | 1 |
5) Массовая доля каждого вещества равна: ω(в-ва) = m(в-ва) : m(р-ра). Поскольку все эти вещества находятся в одном растворе (т. е., масса раствора для них одинакова), то отношение их массовых долей равно отношению масс: ω(К2SO4) : ω(H2SO4) = m(К2SO4) : m(H2SO4) = 174 : 196; откуда ω (К2SO4) = 0,05 ∙ (174 : 196) = 0.04 или 4,4%. | 2 1 |
6) ω(MnSO4) : ω(H2SO4) = m(MnSO4) : m(H2SO4) = 302 : 196, откуда ω(MnSO4) = 0.05 ∙ (302:196) =0,077 или 7,7%. | 1 |
Все элементы ответа записаны неверно | 0 |
Максимальный балл | 10 |
