КАК Я ПРОВОЖУ ШКОЛЬНУЮ ХИМИЧЕСКУЮ ОЛИМПИАДУ

Предметные школьные олимпиады стали очень популярны в последнее время. И это не случайно, ведь олимпиады позволяют выявить наиболее одаренных и талантливых учеников в той или иной школьной дисциплине. Немаловажно и то, что именно олимпиады являются одним из показателей высокого уровня работы учителя, его настойчивости, упорства в достижении поставленной цели, безупречного знания своего предмета. Ведь победы учащихся на олимпиадах различного уровня – это одновременно и победы учителя, который, не жалея сил и личного времени, часто без оплаты смог подготовить сильнейшего ученика в районе, области, регионе по своему предмету.
Предлагаемая разработка стала итогом десятилетней работы учителя по подготовке учащихся к химическим олимпиадам различного уровня. Материал ориентирован в первую очередь на начинающего учителя, который не ограничивается рамками школьной программы и преподает углубленный курс химии на кружковых или факультативных занятиях.
Разработка содержит готовые варианты олимпиадных работ для учащихся 8–11-го классов. Большинство задач требует от ученика хорошего знания школьной программы по предмету, однако каждый вариант содержит две-три задачи, для решения которых надо проявить химическую логику, эрудицию, нестандартное мышление.
Варианты олимпиадных работ можно использовать в готовом виде или, взяв их за основу, составить свои собственные задания, ориентируясь на уровень подготовки учащихся. И хотя районные и областные олимпиады предлагаются для выполнения, как правило, лишь ученикам старших – 9–11-го классов, автор считает нужным и важным привлекать к олимпиаде и восьмиклассников. Это развивает интерес учащихся к химической науке, помогает не растеряться на более старшей ступени – в 9-м классе, при выполнении олимпиадной работы.
Задание для учащихся 8-го класса содержит пять задач, 9-го класса – шесть задач, 10-го и 11-го классов – по семь задач. Для всех задач приведено подробное решение.
Разработка будет также полезна абитуриентам при самостоятельной подготовке к поступлению в вузы, в том числе и химической направленности.

ЗАДАНИЯ ОЛИМПИАДЫ

8 класс

1. Брутто-формула каолина (белой глины) может быть записана как H₄Si₂Al₂O₉. Установлено, что это вещество состоит из нескольких хорошо известных оксидов. Представьте формулу каолина в виде оксидов.
2. В каком случае масса образующегося соединения будет больше: если на 4 г серы подействовать избытком алюминия или если на 4 г алюминия подействовать избытком серы?
3. Рассчитайте, какое соединение богаче хромом: бихромат аммония (NH₄)₂Cr₂O₇ или сульфат хрома(III) Cr₂(SO₄)₃.
4. На двух чашах весов уравновешены стаканчики, содержащие по 200 г 10%-й соляной кислоты, т.е. m(HCl) = 20 г. Как изменится положение равновесия по окончании реакции, если в один стаканчик поместить 1 г магния, а во второй – 1 г цинка?
5. Подберите коэффициенты в следующих уравнениях реакций:

NH₃ + O₂ = N₂ + H₂O,

K + H₂O = KOH + H₂,

(NH₄)₂Cr₂O₇ = N₂ + H₂O + Cr₂O₃,

P₂O₅ + H₂O = H₃PO₄.

9 класс

1. К 500 мл 10%-го раствора гидроксида калия плотностью 1,11 г/мл прибавили 800 мл 20%-й соляной кислоты плотностью 1,18 г/мл. Найдите процентные концентрации всех веществ в растворе по окончании реакции.
2. На двух чашах весов уравновешены стаканчики, содержащие по 10 г азотной кислоты. Как изменится положение равновесия после протекания реакции, если в первый стаканчик поместили 2 г карбоната кальция, а во второй – 2 г сульфида железа(II)?
3. При частичном растворении 4 г смеси медных и магниевых опилок в избытке соляной кислоты выделилось 1,12 л водорода. Установите состав исходной смеси в процентах по массе.
4. Кубик металлического калия с длиной ребра 0,8 см и плотностью 0,96 г/см³ поместили в 10%-й раствор гидроксида калия массой 500 г. Найдите концентрацию щелочи в растворе по окончании реакции.
5. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в уравнениях реакций:

P + HNO₃ (конц.) = H₃PO₄ + NO,

HNO₃ (конц.) + S = NO₂ + H₂SO₄ + H₂O.

6. Юный химик, желая получить карбонат железа(III), слил растворы хлорида железа(III) и карбоната натрия. Однако планируемую соль он так и не получил. Вместо карбоната железа(III) в пробирке оказался коричневый осадок одного из известных гидроксидов. Какое вещество получил юный химик? Ответ подтвердите соответствующим уравнением реакции.

10 класс

1. Цинковую пластинку массой 10 г погрузили в 20%-й раствор нитрата серебра массой 500 г. Через некоторое время пластинку вынули, высушили и взвесили, ее масса оказалась 10,8 г. Найдите массу серебра, восстановившегося из раствора, массу цинка, перешедшего в раствор, и концентрацию нитрата серебра по окончании реакции.
2. В каком массовом отношении нужно смешать ацетат натрия и натронную известь (смесь твердых прокаленных гидроксида натрия и оксида кальция, 1:1 по массе), чтобы объем выделившегося метана был равен объему водорода, выделяющегося при действии 44 г магния на избыток соляной кислоты?
3. Через 250 мл раствора бромида калия пропустили некоторое количество хлора. Полученный раствор был выпарен досуха, и остаток слегка прокален. Масса сухого остатка оказалась равной 40 г. Анализ остатка показал, что в нем содержится 25% связанного брома. Вычислите объем хлора (н.у.), пропущенного через исходный раствор, если весь хлор вступил в химическую реакцию.
4. При пропускании 15,68 л смеси метана, углекислого газа и угарного газа через раствор гидроксида калия, взятого в избытке, объем исходной смеси уменьшился на 8,96 л (н.у.). Для полного сгорания оставшейся смеси потребовалось 6,72 л (н.у.) кислорода. Определите объемные доли компонентов в исходной смеси.
5. На 8,24 г смеси оксида марганца(IV) с неизвестным оксидом ЭО₂, который не реагирует с соляной кислотой, подействовали соляной кислотой, взятой в избытке. При этом выделилось 1,344 л газа (н.у.).
В ходе других экспериментов установили, что мольное отношение оксида марганца(IV) и неизвестного оксида равно 3:1. Напишите формулу этого оксида.
6. При хлорировании 90 г алкана образовалась смесь моно-, ди- и трихлоридов. Объемное отношение продуктов реакции в газовой фазе составляет 1:2:3, а плотность монохлоралкана по водороду равна 32,25. Найдите состав образовавшейся смеси в граммах.
7. Колбу, содержащую газообразный сероводород при н. у., заполнили водой. При этом весь газ растворился в воде. Определите процентную концентрацию сероводородной кислоты в полученном растворе.

11 класс

1. При обработке 0,84 г сплава двух простых веществ из элементов, проявляющих валентности II и IV, избытком соляной кислоты выделилось 224 мл водорода (н.у.) и осталось 0,28 г нерастворимого остатка. При действии на такую же по массе навеску сплава избытком раствора гидроксида калия выделилось 448 мл водорода (н.у.) и осталось 0,56 г нерастворимого остатка. Определите элементы в сплаве.
2. В стакан с дистиллированной водой поместили 24 г десятиводного кристаллогидрата карбоната натрия, затем туда же добавили 8 г безводного карбоната натрия и наконец к образовавшемуся раствору прилили 500 г 15%-го раствора той же соли. Определите процентную концентрацию карбоната натрия в полученном растворе.
3. Некоторое органическое вещество вступает в реакцию «серебряного зеркала» и обесцвечивает раствор бромной воды. При нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты 1 моль этого вещества присоединяет 1 моль воды. Известно, что вещество содержит 68,57% углерода, 22,86% кислорода и 8,57% водорода. Установите структурную формулу вещества, дайте ему название. Напишите уравнения реакций взаимодействия вещества с аммиачным раствором оксида серебра и с бромной водой.
4. Смесь карбоната кальция и перманганата калия общей массой 22,64 г обработали избытком соляной кислоты, при этом выделилось 6,72 л газов (н.у.). Определите состав смеси в процентах по массе.
5. Смесь массой 20 г содержит метиламин, -аминопропионовую кислоту и этилацетат. С данной массой смеси может полностью связаться 4,85 л хлороводорода (н.у.). Та же смесь массой 40 г при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты может полностью прореагировать с этиловым спиртом объемом 7,76 мл (плотность 0,8 г/мл). Найдите массу каждого компонента смеси.
6. При окислении неизвестного кислородсодержащего вещества массой 11,4 г образовалась одноосновная карбоновая кислота массой 15 г, для нейтрализации которой потребовалось 59,4 мл 20%-го раствора гидроксида калия с плотностью 1,18 г/мл. Определите формулу исходного вещества.
7. Допишите уравнения реакций и методом электронного баланса подберите в них коэффициенты:

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Задачи по химии для поступающих в вузы. М.: Высшая школа, 1995; Химия, справочные материалы. Под ред. Ю.Д.Третьякова. М.: Просвещение, 1989;
Будруджак П. Задачи по химии. М.: Мир, 1989;
Адамович Т.П. и др. Сборник олимпиадных задач по химии. Книга для учителя. Минск: Народная Асвета, 1988;
Квапневский З. и др. Польские химические олимпиады. М.: Мир, 1980;
Свитанько И.В. Нестандартные задачи по химии. М.: Мирос, 1993; Современная химия в задачах международных олимпиад. М.: Химия, 1993;
Сорокин В.В., Загорский В.В., Свитанько И.В. Задачи химических олимпиад. Принципы и алгоритмы решения. М.: Изд-во МГУ, 1989;
Чуранов С.С. Химические олимпиады в школе. Вопросы и задачи. М.: Просвещение, 1982;
Семенов И.Н. Задачи по химии повышенной сложности для абитуриентов в 4 выпусках. Л.: Изд-во ЛГУ, 1991;
Кушнарев А.А. Учимся решать задачи по химии. М.: Школа-Пресс, 1996;
Гузей Л.С., Кузнецов В.Н., Гузей А.С. Общая химия. М.: Изд-во МГУ, 1999;
Бабков А.В., Попков В.А. Общая и неорганическая химия. М.: Изд-во МГУ, 1998;
Метельский А.В. Химия в экзаменационных вопросах и ответах. Минск: Беларуская Энцыклапедыя, 2000;
Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: Химия, 1988.

Ответы и решения см. в следующих номерах

В.А.ДЕМИДОВ,
учитель химии Синегорской средней школы
(Нагорский р-н, Кировская обл.)