ЗАДАНИЯ ШКОЛЬНОГО ЭТАПА ОЛИМПИАДЫ 2011г (57 баллов)
1. В четырёх пронумерованных пробирках находятся растворы хлорида бария, карбоната натрия, сульфата калия и хлороводородная кислота. В вашем распоряжении имеется необходимое число пустых пробирок. Не пользуясь никакими другими реактивами, определите содержимое каждой из пробирок.
(7 баллов)
2. 4л (н. у.) смеси этана и этилена пропустили через избыток раствора брома в воде. При этом образовалось 3,76г продукта реакции. Приведите уравнение реакции. Чему равна массовая доля (%) этилена в смеси?
(4 балла)
3. Имеется18%-ный по массе раствор серной кислоты с плотностью 1,124г/см3. Какую массу воды необходимо добавить к 300мл этого раствора, чтобы получить раствор с долей серной кислоты 5%.
( 4 балла)
4. На чашках весов уравновешенны две колбы емкостью по 250 мл, содержащие по 100 г 20%-ной соляной кислоты каждая. В одну колбу внесено 40 г металлического цинка, во вторую – 40 г мрамора. Изменится ли равновесие после окончания реакции?
(12 баллов)
5.В природной воде на каждые 6700 атомов обычного водорода приходится 1 атом дейтерия (D), и на 4,8∙1011 атомов водорода 1 атом трития (Т). Сколько граммов D2O и Т2О в стакане воды массой 200г. Считать среднюю молярную массу воды 18г/моль.
(15 баллов)
6. 5мл паров неизвестного углеводорода СхНу смешали со 100 мл кислорода и подожгли. После конденсации образовавшихся водяных паров объем газовой смеси составил 95мл, а после пропускания через избыток раствора щелочи уменьшился до 50мл, причем оставшийся газ поддерживал горение. Определить простейшую формулу углеводорода.
(15 баллов)
КЛЮЧИ
1. В четырёх пронумерованных пробирках находятся растворы хлорида бария, карбоната натрия, сульфата калия и хлороводородная кислота. В вашем распоряжении имеется необходимое число пустых пробирок. Не пользуясь никакими другими реактивами, определите содержимое каждой из пробирок.
вещества | BaCl2 | H2SO4 | Na2SO4 | Na2CO3 |
BaCl2 | ----------------- | Белый осадок | Белый осадок | Белый осадок |
H2SO4 | Белый осадок | ------------------ | Газ | |
Na2SO4 | Белый осадок | ----------------- | ||
Na2CO3 | Белый осадок | Газ | ------------------ |
Ba2+ + SO42- →BaSO4↓
Ba2+ + CO32- → BaCO3↓
CO32- +2H+ → H2O + CO2↑
написаны соответствующие реакции – 3 балла
указаны номера веществ – 4 балла
всего 7 баллов
2. 4л (н. у.) смеси этана и этилена пропустили через избыток раствора брома в воде. При этом образовалось 3,76г продукта реакции. Приведите уравнение реакции. Чему равна массовая доля (%) этилена в смеси?
С раствором брома в воде будет реагировать только этилен.
С2Н2 + Br2 → CH2Br –CH2Br (1,2 дибромэтан) – 1 балл
в реакцию вступит 0,448л этилена:
х л 3,76г
С2Н2 + Br2 → CH4Br2
1моль 22,4л/моль 1моль 188 г/моль
х = 3,76∙22,4/188 = 0,448 - 1 балл
определим объем этана 4-0,448 = 3,552л -1балл
определим массу этана V∙M/Vm
m(C2H6) = 3,552∙30/22,4 =4,8г
определим массу этилена V∙M/Vm
m(C2H4) = 0,448∙28/22,4 = 0,56г
масса всей смеси газов : 4,8+0,56 =5,36г -1балл
W(C2H6) = 4,8/5,36∙100% = 89,55%
W(C2H4) = 100-89,55 = 10,45% 1 балл
(всего 4 балла)
3. Имеется18%-ный по массе раствор серной кислоты с плотностью 1,124г/см3. Какую массу воды необходимо добавить к 300мл этого раствора, чтобы получить раствор с долей серной кислоты 5%.
m 18%-го раствора = 300∙1,124 = 337,2г
m( вещества) = 0,18∙337,2 = 60,7г
m (полученного раствора) = 60,7/0,05 = 1214г
m (добавленной воды) = 1214-337,2 = 876,8г
(всего 4 балла)
4.На чашках весов уравновешенны две колбы емкостью по 250 мл, содержащие по 100 г 20%-ной соляной кислоты каждая. В одну колбу внесено 40 г металлического цинка, во вторую – 40 г мрамора. Изменится ли равновесие после окончания реакции?
m(HCl)= 100г•20% / 100%=20г – 1 балл
20г 40г
2HCl+Zn→ZnCl2+H2↑ (HCl в недостатке) - 3балла
2моль∙ 1моль∙65г/моль
36,5г/моль
20г 40г
2HCl+СаСО3→СаСl2 + CO2↑ + H2O (HCl в недостатке) – 3 балла
2моль∙ 1моль∙100г/моль
36,5г/моль
20г Хг
2HCl+Zn→ZnCl2+H2↑
71г 2г
m(H2)= 20∙2/71 = 0,56г – 1балл
20г Уг
2HCl+СаСО3→СаСl2 + CO2↑ + H2O
71г 44г
m(CO2)= 20∙44/71=12,4г– 1балл
Из сосуда с мрамором удалена большая масса газа.
В открытых колбах перетянет сосуд с цинком. – 3балла.
(всего 12 баллов)
5.В природной воде на каждые 6700 атомов обычного водорода приходится 1 атом дейтерия (D), и на 4,8∙1011 атомов водорода 1 атом трития (Т). Сколько граммов D2O и Т2О в стакане воды массой 200г. Считать среднюю молярную массу воды 18г/моль.
1) Определить М(Н2О) = 18г/моль.
М(D2O) = 20г/моль.
М(Т2О) = 22г/моль. – 3 балла
2) Определить число молекул воды в 200г воды
N(H2) = NA∙m(H2O)/M(H2)cp. = 6,02∙1023∙200/18 = 66,89∙1023молекул - 1 балл
3) Определить число атомов водорода в 200г воды
N(H) = 66,89∙1023 ∙2 = 133,78∙1023 - 2балла
4) Определить число атомов дейтерия в 200г воды
6700 атомов Н - 1 атом D
133,78∙1023 - x атомoв D х = 0,02∙1023 атомов дейтерия - 1балл
5) Определить число молекул D2O в 200г воды
N(D2O) = 0,02∙1023/2 = 0,01∙1023 молекул D2O - 1балл
6) Определить массу D2O в 200г воды
m(D2O) = n∙M(D2O) = 0,01∙1023∙20г/моль/6,06∙1023 =0,033г - 1балл
7) Определить число атомов трития в 1 стакане
4,8∙1011 атомов Н - 1 атом Т
133,78∙1023 атомов Н - х атомов Т х = 27,87∙1012 атомов трития - 2 балла
8) Определить число молекул Т2О в 200 граммах воды
N(T2O) = 27,87∙1012/2 = 13,94∙1012 молекул Т2О - 2балла
9) Определить массу Т2О в 200 г воды
m(Т2О) = n∙M(T2O) = 13,94∙1012∙22г/моль/6,02∙1023 = 50,93∙10-11 - 2балла
всего 15 баллов
6.5мл паров неизвестного углеводорода СхНу смешали со 100 мл кислорода и подожгли. После конденсации образовавшихся водяных паров объем газовой смеси составил 95мл, а после пропускания через избыток раствора щелочи уменьшился до 50мл, причем оставшийся газ поддерживал горение. Определить структурную формулу углеводорода, если известно, что при его взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра образуется продукт состава СхAgy. Объемы всех газов измерены при одинаковых условиях.
Углеводород сгорает:
СхНу + (2х + 0,5у)/2 O2 = хСО2 + у/2 Н2О -5 баллов
Оставшийся газ, поддерживающий горение – избыточный кислород (50мл).
V(CO2) = 95мл – 50мл = 45мл, отсюда х = 45/5 = 9 -5баллов
V(O2)реакц. = 100мл – 50мл = 50мл, следовательно:
(2∙9 + 0,5у)/2 = 50/5 и у = 4 - 5 баллов
Молекулярная формула углеводорода С9Н4
всего 15 баллов
