Задания с критериями оценивания
2 тура межрегиональной многопрофильной олимпиады школьников по химии «Менделеев» 2015 г.
9-1. При сгорании некоторого металла А в избытке кислорода образуется вещество Б. При растворении вещества Б в соляной кислоте образуются два новых вещества В, Г и выделяется вода. Оба вещества В и Г содержат в своем составе элемент А. При взаимодействии вещества Г с металлом А образуется вещество В.
1) Приведите формулы всех зашифрованных веществ.
2) Напишите уравнения всех описанных реакций.
9-1. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
Вещества: А-железо, Б – Fe3O4, В – FeCI2, Г – FeCI3 3Fe + 2O2 = Fe3O4 Fe3O4 + 8HCI = FeCI2 + 2FeCI3 + 4H2O 2FeCI3 + Fe = 3FeCI2 | 8 4 4 4 |
Итого: 20 баллов
9-2. Какие из перечисленных веществ пригодны для получения из них кислорода в виде простого вещества в одну стадию:
а) H2O; б) H2O2; в) KMnO4; г) KClO3; д) KPO3
Напишите уравнения соответствующих реакций.
9-2. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
2 H2O = 2 H2 + O2 электролиз 2 H2O2 = 2 H2O + O2 каталитическое разложение 2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 термическое разложение 2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2 термическое разложение Только фосфат калия НЕ разлагается с выделением кислорода | 4 4 4 4 4 |
Итого: 20 баллов
9-3. При взаимодействии водных растворов, содержащих 36,5 г хлороводорода и 40 г гидроксида натрия, выделилось 57 кДж тепла.
Напишите полные и сокращенные ионные уравнения реакций. Сколько тепла выделится при взаимодействии 150 г 10% раствора серной кислоты и 50 г 11,2% раствора гидроксида калия?9-3. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
1) HCl + NaOH = NaCl + H2O H+ + OH– = H2O Тепловой эффект относится к реакции нейтрализации: H+ + OH– = H2O + Q 2) 36,5 г хлороводорода и 40 г гидроксида натрия составляют по 1 моль, т. е. тепловой эффект реакции нейтрализации Q = 57 кДж/моль. В 150 г 10 %-ного раствора - 15 г серной кислоты, или более 0,15 моль. В 50 г 11,2 %-ного раствора - 5,6 г гидроксида калия, или 0,1 моль. Серная кислота в избытке, расчет по КОН. На 0,1 моль образующейся при нейтрализации воды выделится 57Ч0,1 = 5,7 кДж. | 5 5 10 |
Итого: 20 баллов
9-4. Рассмотрите схему превращений соединений, содержащих в своем составе один и тот же элемент. Свойства некоторых соединений представлены в таблице:
Вещество | Окраска | плотность, г/см3 | tпл. , °С | t кип.,°C |
X | Тем. серая | 2,33 | 1420 | ≈3300 |
X1 | Бесцв. | 1,48 | -68,9 | 57 |
Х2 | Бесцв. | 1,14 | -118 | 30,4 |
Х3 | Бесцв. | 2,67 | 833 | ___ |
1. Определите X.
2. Напишите уравнения реакций соответствующих превращений.
9-4. Критерии оценивания (автор )
Решение | Число баллов |
1. Так как X образуется из Х6 восстановлением металлическим калием (металлотермия), наиболее вероятно, что X — простое вещество. Ковалентные хлориды (Х1 и Х2 — жидкости) могут образовать элементы IV-ой группы (Тi, Sn, Si, Gе), но в случае с металлами хлороводород образует низшие хлориды (ионные), а германий не растворяется в щелочном растворе. Таким образом, X — Si. 2. Х→Х1 Si + 2С12 = SiСl4 X2→ Х4 SiCl4 + 2Н20 = SiO2 + 4НСl Х→Х2 Si + ЗНСl = SiHСl3 + Н2 Х2 →Х3 SiHСl3 + 5NаОН = Nа2 SiO3 + ЗNаСl + Н2 + 2Н20 Х3 →Х4 Na2 SiO3 + 2С02 + Н20 = 2NаНС03 + SiO2 ↓ Х→Х3 Si + 2NаОН + Н20 = Nа2 SiO3 + 2H2 Х4 →Х5 SiO2 + 6НF = Н2[SiF6] + 2Н20 Х5 →Х6 Н2[SiF6] + 2КНF2 = К2[SiF6]↓ + 4НF Х6 →Х К2[SiF6] + 4К = 6КF + Si По этой реакции в 1823 г. Берцелиус впервые получил кремний. | 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 |
Итого: 20 баллов
9-5. На чашках весов уравновешены химические стаканы с 0,1 г металлического алюминия в каждом. Как изменится равновесие весов, если в один стакан прилить 5%-ный раствор соляной кислоты массой 10 г, в другой – 5%-ный раствор гидроксида натрия массой 10 г.
9-5. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
Металлический алюминий реагирует с соляной кислотой и гидроксидом натрия согласно уравнениям: 2 Al + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2 2 Al + 2 NaOH + 6 H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2 При одной и той же массе прореагировавшего алюминия в обоих случаях выделяется одинаковое количество водорода. Следовательно, если алюминий растворится полностью, то равновесие весов не изменится. В случае неполного растворения алюминия перевесит та чашка весов, где меньшая доля алюминия вступит в реакцию. В 5%-ных растворах массой 10 г содержится по 0,5 г (10Ч0,05) соляной кислоты и гидроксида натрия. M(Al)=27г/моль M(HCl)= 36,5 г/моль M(NaOH)= 40 г/моль Найдем, сколько потребуется соляной кислоты и гидроксида натрия для растворения алюминия массой 0,1 г. Al массой 27Ч 2 г вступает в реакцию с HСl массой (36,5Ч 6) г Al массой 0,1 г вступает в реакцию с HCl массой х г х = 0,406 г HCl Al массой 27Ч 2 г вступает в реакцию с NaOH массой (40Ч 2) г Al массой 0,1 г вступает в реакцию с NaOH массой y г y=0,148 NaOH Оба вещества HCl и NaOH взяты в избытке, поэтому в обоих стаканах произойдет полное растворение алюминия и равновесие весов не нарушится. | 1 1 4 4 10 |
