Олимпиадные задания по химии 10 класс

Олимпиадные задания по химии

для обучающихся 10 класса,

школьного этапа Всероссийской олимпиады

школьников в 2020 - 2021 учебном году

Малоярославецкий район

Составитель: учитель химии первой квалификационной категории

Жукова Н.Г.

2020 год

Задание №1

 Представьте электронные структуры ионов Zn²⁺; S⁶⁺

Всего: 6 баллов

Задание № 2. Превращения тяжёлой жидкости

Очень тяжелая блестящая жидкость Х не растворяется ни в воде, ни в бензине. В жёлто-зелёном газе А, жидкость X сгорает ослепительным белым пламенем, образуя бесцветные пары, которые при охлаждении конденсируются в бесцветные кристаллы Б. Вещество Б хорошо растворимо в воде, а при действии раствора нитрата серебра образует белый творожистый осадок В, нерастворимый в кислотах. Из 10,0 г Б можно получить 10,6 г В. При добавлении к раствору Б простого розово-красного вещества Г выделяется Х, а раствор приобретает голубую окраску. Определите все неизвестные вещества и напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчётом.

Всего: 10 баллов

Задание № 3

При прокаливании малахита (основного карбоната меди) в муфельной печи его масса уменьшилась на 30%. Определите качественный и количественный состав полученного твердого остатка. Напишите уравнения реакций, протекающих при разложении малахита, а также уравнения реакций твердого остатка с концентрированной азотной кислотой.

Всего: 10 баллов.

Задание № 4

Хлорофилл является важным пигментом, обусловливающим зеленый цвет листьев растений. При сжигании 89,2 мг хлорофилла, в избытке кислорода, получаются только следующие четыре вещества: 242 мг газа, которым обычно газируют напитки; 64,8 мг жидкости, составляющей основу этих напитков; 5,6 мг газа, которого больше всего в земной атмосфере и 4,00 мг белого порошка, который является оксидом легкого и широко используемого металла, составляющего приблизительно 2,3 % земной коры.

1) О каких веществах идет речь?

2) Рассчитайте формулу хлорофилла, учитывая, что его молекула содержит только один атом металла.

3) Напишите уравнение реакции горения хлорофилла.

4) Содержит ли хлорофилл хлор? Откуда взялось название «хлорофилл»?

Всего: 14 баллов

Задание № 5

Из приведенного списка выберите три пары веществ, из которых в лаборатории можно получить водород в результате химической реакции:

K, Cd, Fe, Cu, Al, Si, HNO₃(20%), HCl (20%), H₂O,

NaOH (20%), H₃PO₄ (20%), H₂O₂ (20%).

Всего: 10 баллов.

Максимально - 50 баллов.

Желаем успехов!

Решение заданий и критерии оценки:

Задание №1

Решение:

Zn⁰ – 2e = Zn²⁺ 1 балл

2 балла

S⁰ – 6e = S⁶⁺ 1 балл

2 балла

Итого: 6 баллов

Задание № 2.

Решение:

Из описания веществ можно сделать вывод, что X – Hg, A – Cl₂.

При взаимодействии между ними образуется HgCl₂ – вещество Б,

которое с нитратом серебра переходит в AgCl – вещество В

.Hg + Cl₂ = HgCl₂,

HgCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl + Hg(NO₃)₂.

Подтвердим эти выводы расчётом.

n(HgCl₂) = 10,0/(200,5 + 2 × 35,5) = 0,0368 моль,

n(AgCl) = 10,6/143,5 = 0,0739 моль.

n(AgCl) = 2n(HgCl₂), что соответствует уравнению реакции обмена.

Простое вещество розово-красного цвета Г – это медь, Cu, которая вступает в реакцию замещения с хлоридом ртути:

Cu + HgCl₂ = CuCl₂ + Hg.

Голубая окраска свойственна солям меди.

Критерии оценивания:

Вещества - 5 баллов (по 1 баллу за каждое определенное вещество)

Уравнения реакций - 3 балла (по 1 баллу за уравнение)

(если правильные вещества, но не уравнено – 0,5 балла)

Расчёты по уравнениям - 2 балла

Итого: 10 баллов

Задание № 3

Решение:

Если бы разложение малахита шло до оксида меди, то при разложении 222 г

(CuOH)₂CO₃ выделялось бы 2 моль CuO, т.е. 160 г.

Потеря массы составляла бы при этом 27,93%.

Таким образом, дополнительно разлагается CuO до Cu ₂O.

Масса смеси двух оксидов составляет 222*0,7 = 155,4 г.

При этом при разложении 1 моль малахита выделяется 2х моль CuO и 1-х моль Cu₂O.

Составим уравнение: 160х + 144(1-х)=155,4; 16х=11,4; х=0,7125 моль.

Таким образом, выделилось 0,2875 моль Cu₂O (41,4 г – 26,64%)

и 1,425 моль CuO (114 г – 73,36%).

Реакции:

(CuOH) ₂CO₃ = 2CuO + CO₂ + H ₂O;

4CuO = 2Cu₂O + O₂;

CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H ₂O;

Cu ₂O + 6HNO₃ = 2Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 3H₂O.

Критерии:

Вывод о том, что разложение идет не до CuO - 1 балла.

Качественный состав остатка -2 балла.

Расчет количественного состава остатка – - 3 баллов.

Разложение малахита до CuO - 2 балла

(без коэффициентов – 1 балл);

Разложение оксида меди -1 балла

(без коэффициентов – 0,5 балла);

Реакции с азотной кислотой -по 1 балл

(без коэффициентов – 0,5 балла);

(итого 2 балла, без коэффициентов – 1 балл).

Итого 10 баллов.

Задание № 4

Решение:

1. Напитки газируют углекислым газом, сами напитки состоят большей частью из воды, самый распространенный газ в земной атмосфере – азот, а порошок является оксидом магния.

По баллу за каждое вещество - итого 4 балла

2. Рассчитываем соотношение элементов в молекуле:

n(CO₂) = 242/44 = 5,5 ммоль, m (C)= 5,5× 12 = 66 мг 1 балл

n(H ₂O)= 64,8/18 = 3,6 ммоль, m(H) = 3,6× 2=7,2 мг 1 балл

n(N₂) = 5,60/28 = 0,2 ммоль 1 балл

n(MgO) = 40/4,00 = 0,1 ммоль , m(Mg) = 0,1× 24=2,4 мг 1 балл

m(O₂) = 89,2 – 66 – 7,2 – 5,6 – 2,4 = 8 мг , n(O) = 8/16 = 0,5 ммоль. 1 балл

Соотношение С:Н:N:О:Mg = 5,5:7,2:0,4:0,5:0,1 =55:72:4:5:1, 1 балл

откуда формула хлорофилла: C ₅₅H₇₂N ₄О₅Mg 2 балла

3. C ₅₅H₇₂N₄О ₅Mg + 71 O₂ = 55 CO₂ + 36 H ₂O + 2 N₂ + MgO 1 балл

4. Греческое слово «хлорос» означает «зеленый».

Отсюда название и хлора и хлорофилла. 1 балл

Итого: 14 баллов

Решение задания №5

1) Не пригодны, для получения водорода в лаборатории:

- K (слишком активен), 1 балл

- Cu (не выделяет водород с кислотами), 1 балл

HNO₃ (20 %) (почти не выделяет водород при реакции с металлами), 1 балл

H ₃PO₄(20 %) (дает нерастворимые соли, замедляющие реакцию), 1 балл

H ₂O₂ (20 %) (не выделяет водород).

Можно использовать:

Реакции: Cd + 2 HCl = CdCl₂+ H₂  1 балл

Лучше Fe + 2 HCl = FeCl₂ + H₂  1 балл

Al + NaOH + 3 H₂O = Na[Al(OH)₄] + 1,5 H₂  1 балл

Si + 2 NaOH + H₂O = Na ₂SiO ₃ + 2 H₂  1 балл

Fe + H₂O = FeO + H₂  (в раскаленной железной трубке – способ Лавуазье) 1 балл

2) Примеси: пары воды и HCl ; очистка любым поглотителем воды, лучше щелочным, например, CaO.

3) Лучшие пары: Fe / HCl – в отличие, от кадмия, продукты не ядовиты 1 балл

Si / NaOH – реакция идет интенсивнее и больше водорода на 1 грамм реагентов.

Итого: 10 баллов.