Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №47/2004

ОЛИМПИАДЫ. ТЕСТЫ

Гимназическая химическая
олимпиада школьников

Задания см. в № 45/2004

Окончание. См. № 46/2004

Решения и ответы

10 класс

4. а)

Общая формула гомологического ряда алкенов СхН2х. Тогда уравнение реакции алкена с бромной водой примет следующий вид:

СхН2х + Br2 = СхН2хBr2.

(1 балл.)

· Количество вещества брома, прореагировавшего с алкеном:

(Br2) = m(р-ра Br2)•(Br2)/M(Br2) = 400•0,08/160 = 0,2 моль.

(1 балл.)

По уравнению реакции количество вещества алкена:

хН2х) = (Br2) = 0,2 моль.

(1 балл.)

Молярная масса алкена:

MхН2х) = mхН2х)/хН2х) = 8,4/0,2 = 42 г/моль.

(1 балл.)

Составляем уравнение:

12х + 2х = 42, 14х = 42, х = 3.

(1 балл.)

Следовательно, молекулярная формула алкена – С3Н6 – это пропилен. Его структурная формула – СН2=СН–СН3.

(1 балл.)
(Всего 6 баллов.)

 

б)

Металл находится во II группе периодической системы, следовательно, он двухвалентен, и его оксид имеет формулу МО. Уравнение реакции оксида с раствором серной кислоты примет вид:

МО + Н2SO4 = МSО4 + H2O.

(1 балл.)

Количество вещества серной кислоты, прореагировавшей с оксидом:

(H2SO4) = m(р-ра H2SO4)•(H2SO4)/M(H2SO4) = 200•0,098/98 = 0,2 моль.

(1 балл.)

По уравнению реакции количество вещества оксида:

(MO) = (H2SO4) = 0,2 моль.

(1 балл.)

Молярная масса оксида:

М(МО) = m(МО)/(MO) = 8/0,2 = 40 г/моль.

(1 балл.)

Составляем уравнение:

х + 16 = 40, x = 24.

(1 балл.)

Молярную массу 24 г/моль имеет металл магний. Формула его оксида – MgO.

(1 балл.)
(Всего 6 баллов.)

 

5. а) Зрелые яблоки выделяют достаточно большое количество газа этилена, который способствует более быстрому созреванию незрелых плодов.

(2 балла.)

б) Это вещество – натуральный каучук. Туземцы получали его из млечного сока деревьев-каучуконосов. Застывая на воздухе, млечный сок превращался в эластичную резиноподобную массу желтовато-коричневатого цвета.

(2 балла.)

в) Газовые пузырьки – газ кислород. Он растворен в холодной воде, но при повышении температуры растворимость газа в жидкости понижается, и избыточный кислород выделяется из воды, собираясь на стенках сосуда.

(2 балла.)

г) Свекольный сок содержит в своем составе вещества, сходные с кислотно-основным индикатором лакмусом, который в кислой среде приобретает красный цвет.

(2 балла.)

11 класс

1. Пусть кристаллогидрат содержит х молекул кристаллизационной воды. При прокаливании кристаллогидрата образуется безводная соль:

СоСl2xН2О = СоСl2 + хН2О.

(1 балл.)

Пусть масса исходного кристаллогидрата 100 г, тогда в соответствии с условием задачи масса безводной соли составит 54,62 г.

(1 балл.)

Молярные массы:

M(СоСl2хН2О) = (130 + 18х) г/моль;

M(СоСl2) = 130 г/моль.

Из уравнения реакции следует:

m(СоСl2хН2О)/М(СоСl2хН2О) = m(СоСl2)/М(СоСl2).

(1 балл.)

Получаем уравнение:

100/(130 + 18х) = 54,62/130.

(1 балл.)

Решая уравнение, находим: х = 6. Следовательно, формула исходного кристаллогидрата – СоСl2•6Н2О.

(1 балл.)
(Всего 5 баллов.)

 

2. Элемент № 84 – полоний: Атом содержит 84 протона, 84 электрона, 125 нейтронов.

(1 балл.)

Элемент находится в 6-м периоде, VI группе, главной подгруппе периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева.

(1 балл.)

Заряд ядра атома равен +84. Атом имеет шесть энергетических уровней. Распределение электронов по уровням: 2, 8, 18, 32, 18, 6.

(1 балл.)

Графическая схема строения энергетических уровней.

(1 балл.)

Электронная конфигурация атома:

84Po: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p4.

Это p-элемент.

(1 балл.)

Валентности: II – основное состояние атома, IV – первое возбужденное состояние, VI – второе возбужденное состояние.

(1 балл.)

Высший оксид: РоО3 (кислотный).

Гидроксид: Н2РоО4 – кислота (малоустойчива).

(1 балл.)
(Всего 7 баллов.)

 

3. В 1 кг угля содержится:

m(C) = 0,822•1000 = 822 г;

m(Н) = 0,046•1000 = 46 г;

m(S) = 0,01•1000 = 10 г.

Остальные компоненты не горят.

(1 балл.)

Горение углерода:

С + О2 = СО2.

(0,5 балла.)

Горение водорода (элемент):

4H + O2 = 2H2O.

(1 балл.)

Горение серы:

S + O2 = SO2.

(0,5 балла.)

По уравнению реакции горения углерода находим объем затраченного кислорода:

822/12 = х1/22,4; х1 = 1534,4 л.

(1 балл.)

Аналогично находим объем кислорода, затраченного на горение водорода:

46/4 = х2/22,4; х2 = 257,6 л.

(1 балл.)

Объем кислорода, затраченного на горение серы:

10/32 = х3/22,4; х3 = 7 л.

(1 балл.)

Общий объем кислорода:

V(O2) = 1534,4 + 257,6 + 7 = 1799 л.

Объем воздуха:

V(возд.) = V2)/0,21 = 8566,7 л.

(1 балл.)
(Всего 7 баллов.)

 

4. С калием способны взаимодействовать и фенол, и этанол:

6Н5ОН + 2К = 2С6Н5ОК + Н2.

(1 балл.)

2Н5ОН + 2К = 2С2Н5ОК + Н2.

(1 балл.)

С гидроксидом калия взаимодействует только фенол:

С6Н5ОН + КОН = С6Н5ОК + Н2О.

(1 балл.)

Количество вещества гидроксида калия, прореагировавшего с фенолом:

(КОН) = V/М(КОН) = 22,58•1,24•0,2/56 = 0,1 моль.

(0,5 балла.)

По уравнению реакции количество вещества фенола:

6Н5ОН) = (КОН) = 0,1 моль.

Масса фенола:

m6Н5OH) = 6Н5ОН)•М6Н5ОН) = 0,1•94 = 9,4 г.

(1 балл.)

Общее количество вещества водорода, выделившегося в двух реакциях с калием:

2) = V0/VM = 23,52/22,4 = 1,05 моль.

(0,5 балла.)

Количество вещества водорода, выделившегося при взаимодействии калия с фенолом:

12) = 0,56Н5ОН) = 0,05 моль.

(1 балл.)

Количество вещества водорода, выделившегося при взаимодействии калия с этанолом:

22) = 2) – 12) = 1 моль.

(0,5 балла.)

Количество вещества этанола:

2Н5ОН) = 22) = 2 моль.

Масса этанола:

m2Н5ОH) = 2Н5ОН)•M2Н5ОН) = 2•46 = 92 г.

(1 балл.)

Масса смеси:

m(смеси) = m6Н5ОН) + m2Н5ОН) = 9,4 + 92 = 101,4 г.

(0,5 балла.)
(Всего 8 баллов.)

 

5. При сгорании исходного вещества образовались только углекислый газ и вода, следовательно, это вещество содержит элементы углерод, водород и (предположительно) кислород. Его формула (в общем виде) – СхНyOz.
Количество вещества углерода:

(C) = (CO2) = V0/VM = 2,24/22,4 = 0,1 моль.

(1 балл.)

Количество вещества водорода:

(H) = 2(H2O) = 2m/M = 2•0,63/18 = 0,07 моль.

(1 балл.)

Масса кислорода в исходном веществе:

m(O) = mxНуOz) – (С)•М(С) – (Н)•М(Н) = 1,59 – 0,1•12 – 0,07•1 = 0,32 г.

Количество вещества кислорода:

(О) = m(O)/M(O) = 0,32/16 = 0,02 моль.

(1 балл.)

Находим брутто-формулу (простейшую) сгоревшего вещества:

х : у : z = (С) : (Н) : (О) = 0,1 : 0,07 : 0,02 = 10 : 7 : 2.

Следовательно, брутто-формула вещества – С10Н7О2.

(1 балл.)

Молярная масса вещества с такой брутто-формулой (M10Н7О2)) – 159 г/моль, что составляет половину от молярной массы всего соединения, следовательно, конечная формула сгоревшего вещества имеет вид С20Н14О4.

(1 балл.)

Данное вещество – фенолфталеин, поскольку в щелочной среде он действительно окрашивается в малиновый цвет, а в кислой и нейтральной средах остается бесцветным.

(1 балл.)

Области практического использования фенолфталеина:
индикатор щелочных сред в химическом анализе;

(1 балл.)

в медицине под названием «пурген» используется как слабительное средство.

(1 балл.)

Уравнение реакции горения фенолфталеина:

20Н14О4 + 43О2 = 40СО2 + 14Н2О.

(1 балл.)

Вещества, подобные фенолфталеину и использующиеся в качестве кислотно-основных индикаторов, – лакмус, метиловый оранжевый, метиловый синий и т.д.

(1 балл.)
(Всего 10 баллов.)

 

А.С.ГОРДЕЕВ,
учитель химии и экологии
гимназии № 20
(г. Донской, Тульская обл.)

Рейтинг@Mail.ru