Олимпиадные задания по химии с решениями 11 класс

Общее время выполнения работы – 4 часа

Задание 1.

В 264 г раствора с массовой долей Hg2(NO3)2, равной 20 %, поместили железные опилки. Через некоторое время массо­вая доля нитрата ртути (I) в растворе стала равна 6 %.

1. Какая масса ртути получена в результате реакции?

2. Како­ва массовая доля нитрата железа в полученном растворе?

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

Hg2(NO3)2 + Fe = Fe(NO3)2 + 2Hg? (1)

2

M( Fe(NO3)2 = 180 г/моль; М(Hg) = 201 г/моль; M(Fe) = 56 г/моль;

M(Hg2(NO3)2 = 526 г/моль.

1

Найдем массу Hg2(NO3)2 в исходном растворе: m(Hg2(NO3)2) = 0,2·264 = 52,8 (г)

1

Масса раствора в ходе реакции изменяется. Масса раствора увеличивается на массу железа, вступившего в реакцию, и уменьшается на массу ртути, выпадающей в осадок.

1

Пусть Х г железа вступило в реакцию. Найдем массу полученной ртути по уравнению реакции (1):

56 г Fe – 2·201 г Hg

X – m1

M1(Hg ) = 7,18X

1

1

Масса полученного раствора: m(p-pа) = 264 + X – 7,18X = 264 – 6,18X (г)

2

Найдем массу Hg2(NO3)2 в полученном растворе:

M(Hg2(NO3)2 ) = 0,06·(264 – 6,18X) = 15,84 – 0,37X

1

Найдем массу Hg2(NO3)2, которая вступила в реакцию:

M(Hg2(NO3)2 ) = 52,8 – (15,84 – 0,37Х) = 36,96 + 0,37Х

1

Найдем значение Х По уравнению реакции (1), решая пропорцию:

56 г Fe реагируют с 526 г Hg2(NO3)2

Х – (36,96 + 0,37Х)

Х = 4,1; m(Fe) = 4,1 г.

2

Масса полученной ртути равна 29,4 г (7,18 · 4,1)

2

Масса полученного раствора равна 238,7 г (264 – 6,18 · 4,1)

2

Найдем массу полученного нитрата железа(II):

56 г Fe – 180 г Fe(NO3)2

4,1 г – Х

Х = 13,18; m(Fe(NO3)2) = 13,18 г.

2

Найдем массовую долю нитрата железа(II) в полученном растворе:

?( Fe(NO3)2 ) = m( Fe(NO3)2 ) : m(p-pа) = 13,18: 238,7 = 0,055 (5,5 %)

1

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

20

Задание 2.

Пропионовая кислота загрязнена муравьиной кислотой и пропиловым спиртом. При добавлении к 150 г этой кислоты избытка гидрокарбоната калия выделилось 44,8 л газа (н. у.). При добавлении к такому же количеству кислоты избытка аммиачного раствора оксида серебра образовался осадок массой 2,16 г.

1. Приведите уравнения всех реакций.

2. Определите массовые доли примесей в кислоте.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

С2Н5СООН + КНСО3 = С2Н5СООК + Н2О + СО2? (1)

2

НСООН + КНСО3 = НСООК + Н2О + СО2? (2)

2

НСООН + Ag2O = 2Ag? + Н2О + СО2? (3)

2

M(С2Н5СООН) = 74 г/моль; М(НСООН) = 46 г/моль; М(Ag) = 108 г/моль

1

По массе выделенного серебра (уравнение 3) найдем массу муравьиной кислоты:

45 г НСООН – 2·108 г Ag.

X – 2,16

X = 0,46г; m(НСООН) = 0,46 г

2

Найдем, какой объем СО2 выделяется при взаимодействии гидрокарбоната калия с муравьиной кислотой (уравнение 2):

46 г НСООН – 22,4 л СО2

0,46 г – Х

Х = 0,224 л; V(СО2) = 0,224 л.

2

Следовательно, при взаимодействии с пропионовой кислотой (уравнение 1) выделилось 44,576 л СО2 (44,8 – 0,224)

1

Найдем массу пропионовой кислоты:

74 г С2Н5СООН – 22,4 л СО2 .

Х – 44,576 л

Х = 147,26 г; m(С2Н5СООН) = 147,26 г

2

Найдем массу пропилового спирта:

M(C3H7OH) = 150 – m(С2Н5СООН) – m(HCOOH) = 150 –147,26 – 0,46 = 2,28 (г)

2

Массовая доля муравьиной кислоты в растворе пропионовой кислоты равна:

?(HCOOH) = m(HCOOH):m(смеси) = 0,46: 150 = 0,0031 (0,31 %)

2

Массовая доля пропилового спирта в растворе пропионовой кислоты равна:

?(C3H7OH) = m(C3H7OH):m(смеси) = 2,28: 150 = 0,0152 (1,52 %)

2

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

20

Задание 3.

Вычислите стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V) по следующим значениям энтальпий реакций:

P4(белый) + 6Cl2(г) = 4 РСl3(г), ?Н0 = – 1224 кДж/моль (1)

PCl3(г) + Cl2(г) = РCl5(г), ?Н0 = – 93 кДж/моль (2)

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

Если энтальпия образования какого-либо вещества неизвестна, её можно вычислить, применив обычные алгебраические действия к термохимическим уравнениям.

2

Выразим стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V) из простых веществ, предварительно умножив второе уравнение на 4 и суммируя уравнения (1) и (2), получим полное уравнение (3):

P4(белый) + 6Cl2(г) = 4РСl3(г)

+

4PCl3(г) + 4Cl2(г) = 4РCl5(г), 4· ?Н0

P4(белый) + 10Cl2(г) + 4РСl3(г) = 4РСl3(г) + 4РCl5(г) или

P4(белый) + 10Cl2(г) = 4РCl5(г) (3)

2

2

2

2

2

Вычислим стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V), зная? Н0 (1) и? Н0 (2):

?Н0 (РСl5) = [?Н0(1) + 4· ?Н0(2)]/4 = [–1224 + 4·(– 93)]/4 = – 399 кДж/моль

2

6

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

20

Задание 4.

В пробирках имеются концентрированные растворы следующих кислот: щавелевой, серной, иодоводородной, фосфористой, азотной, муравьиной.

1. Как, не привлекая никаких других реактивов установить содержимое каждой пробирки?

2. Напишите уравнения реакций.

3. Укажите признаки реакций.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

Концентрированная серная кислота как сильный окислитель будет взаимодействовать с иодоводородной кислотой, проявляющей восстановительные свойства:

8HI + H2SO4 = 4I2? + H2S? + 4H2O

Выпадает коричневый осадок йода и выделяется сероводород с неприятным запахом тухлых яиц.

1

2

2

Специфическим свойством муравьиной кислоты является ее способность разлагаться на оксид углерода (II) и воду под действием концентрированной серной кислоты, проявляющей водоотнимающие свойства:

H2SO4(к)

НСООН CO + H2O

Выделяется бесцветный газ с неприятным запахом

1

2

2

Концентрированная серная кислота при нагревании отнимает от щавелевой кислоты воду:

T0, H2SO4(к)

Н2С2О4 СО2? + CO? + H2O

Выделяются бесцветные газы

1

2

1

Фосфористая кислота как восстановитель может реагировать с азотной кислотой, являющейся сильным окислителем:

H3PO3 + 2HNO3 = H3PO4 + 2NO2? + H2O

Выделяется бурый газ

1

2

1

Азотная и серная кислоты, являющиеся сильными окислителями друг с другом не реагируют

2

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

20

(function(){