Школьный этап Всероссийской олимпиады по химии

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

I (школьный) ЭТАП 8 КЛАСС

8-1. Мама дала Пете литровую бутылку и попросила купить 1кг растительного масла. Сможет ли Петя выполнить её просьбу? Докажите свой ответ.

8-2. Злая мачеха, не желая отпускать Золушку на бал, придумала ей задание: разделить смесь из крошечных частиц древесного угля, мелких железных гвоздей и сахарного песка. Каким способом можно быстро разделить и выделить соответствующие компоненты, приготовленной мачехой смеси?

8-3. Природный минерал малахит имеет состав (CuOH)₂CO₃. Определите массовую долю кислорода в данном веществе.

8-4. С соляной кислотой полностью реагирует 2,3г натрия и 2,4г магния. В каком случае выделится больше водорода при н.у.? Ответ подтвердите расчётами.

8-5. На планете 324NS было обнаружено неизвестное вещество Х. Образец вещества Х высотой 2 см и площадью 100 см² имеет массу 180 г. Рассчитайте, будет ли образец вещества Х плавать в воде. Решение подробно запишите.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

I (школьный) ЭТАП 9 КЛАСС

9-1. Приведите пример вещества, в котором один и тот же элемент одновременно проявляет и низшую, и высшую степень окисления. Напишите два уравнения реакций с участием этого вещества.

9-2. Относительная плотность паров некоторого галогена по воздуху равна 5,52. Назовите неизвестный галоген. Ответ подтвердите расчётами.

9-3. При обезвоживании организма и потерях крови больным внутривенно вводят физиологический раствор - 0,9% раствор хлорида натрия. Молодой лаборант для приготовления физиологического раствора взял 1 литр воды и 9г соли, потом подумал и добавил ещё 1г соли. Можно ли использовать полученный раствор для внутривенного введения больным? Ответ докажите расчётами.

9-4. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Fe  A  FeCl₂+FeCl₃  B+C  A. Назовите вещества, обозначенные буквами А, В, С.

9-5. Имея в своём распоряжении только водород, воздух и поваренную соль, получите: а) кислоту; б) основание; в) соль, состоящую из трёх элементов; г) кислотный оксид; д) основный оксид. Запишите уравнения реакций, укажите условия, при которых они протекают.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

I (школьный) ЭТАП 10 КЛАСС

10-1.Определите давление в сосуде объёмом 5,6л, содержащем 1г водорода, 8.5г аммиака и 28г азота при ОºС

10-2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения, укажите условия их проведения:

FeSO₄→ X₁→ S → X₂→ H₂S → X₃→ H₂SO₄

10-3. Для исследования взяли порошок белого цвета и отмерили 296 мг. Навеску порошка перенесли в стакан с избытком соляной кислоты, при этом выделился углекислый газ, объемом 89,6 мл (н.у.). Какое вещество исследовали?

10-4. Вещества содержит С, Н, О и S. При сгорании 11 г его выделилось 8,8 г CO₂, 5,4 г Н₂O, а сера была полностью переведена в сульфат бария, масса которого оказалась равна 23,3 г. Определить формулу вещества.

10-5. В пробирках без надписей находятся растворы NaCl, Na₂CO₃, NaOH, NaNO₃. Предложите способы определения содержимого пробирок. Напишите уравнения соответствующих реакций.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

I (школьный) ЭТАП 11 КЛАСС

11-1. Определите давление в сосуде объёмом 11,2л, содержащем 42г азота, 8г метана и 1г водорода при ОºС.

11-2. Газ А, который используют при резке и сварке металлов, смешали со взрывоопасным газом В в молярном соотношении 1:1 и пропустили при нагревании над платиновым катализатором (реакция 1). Получился газ С, который используют для ускорения

созревания плодов. Газ С пропустили через раствор D желтого цвета, который в процессе взаимодействия с газом С обесцветился (р-я 2). При пропускании газа С через розовый раствор вещества Е также наблюдается обесцвечивание раствора и образуется вещество F (р-я 3), используемое для изготовления незамерзающих смесей (антифриз).

- Определите вещества А-F, приведите их названия по номенклатуре ИЮПАК, для веществ А, С и F составьте структурные формулы.

- Составьте уравнения описанных реакций 1-3 (используйте структурные формулы).

11-3. Определите объём 28%-ного раствора азотной кислоты с плотностью 1,17 г/мл который следует прибавить к 50г фосфата кальция для его растворения.

11-4. Смесь сульфата бария и сульфита бария общей массой 70,0 г обработали избытком соляной кислоты. Выделился газ, при пропускании которого через избыток известковой воды образовалось 24,0 г осадка. Рассчитайте массовые доли (в %) веществ в исходной смеси.

11-5. В пробирках без надписей находятся растворы NaOH, NH₃∙H₂О, Na₂S, NaClO. Предложите способы определения содержимого пробирок. Напишите уравнения соответствующих реакций.

ОТВЕТЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

ШКОЛЬНОГО ТУРА ОЛИМПИАДЫ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

8 КЛАСС

8-1. Мама дала Пете литровую бутылку и попросила купить 1кг растительного масла. Сможет ли Петя выполнить её просьбу? Докажите свой ответ. (3 балла)

Ответ: Петя не сможет выполнить просьбу мамы. Плотность масла меньше, чем плотность воды, т.к. масло плавает на поверхности воды. Объём определяется по формуле: V= m\ρ, т.к. плотность масла меньше плотности воды 1000кг\м³, то объём масла будет больше 1 литра.

8-2. Злая мачеха, не желая отпускать Золушку на бал, придумала ей задание: разделить смесь из крошечных частиц древесного угля, мелких железных гвоздей и сахарного песка.

Каким способом можно быстро разделить и выделить соответствующие компоненты приготовленной мачехой смеси?

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

1.Железные гвозди отделяют с помощью магнита. 1балл

2.Оставшуюся смесь растворяют в воде, при этом растворяется лишь

сахарный песок. 1балл

3.Частицы древесного угля плавают на поверхности, их можно собрать или

отфильтровать. 1балл

4.Сахар выделяем из раствора путем осторожного выпаривания воды, не

допуская карамелизации (или кристаллизуем) 2балла

Итого 5 баллов

8-3. Природный минерал малахит имеет состав (CuOH)₂CO₃. Определите массовую долю кислорода в данном веществе.

Решение:

Расчёт относительной атомной массы малахита – 2 балла: Ar((CuOH)₂CO₃) = 222

Нахождение массовой доли – 2 баллов: ω(O)= 5∙16\222= 0,36 или 36%

Итого 4 балла

8-4. С соляной кислотой полностью реагирует 2,3г натрия и 2,4г магния. В каком случае выделится больше водорода при н.у.? Ответ подтвердите расчётами.

Решение:

1. Определение количества натрия и магния – 5 баллов:

n(Na) = 2,3\23= 0,1 моль

n(Mg)= 2,4\24=0,1 моль

2. Уравнения реакций – 5 баллов:

2 Na + 2 HCl = 2 NaCl + H₂↑

Mg + 2 HCl = MgCl₂ + H₂↑

3. Расчёты по уравнениям – 8 баллов:

из 0,1 моль натрия получается 0,1\2 = 0,05 моль водорода

из 0,1 моль магния получается 0,1моль водорода, поэтому в реакции магния с соляной кислотой водорода выделилось больше.

Итого 18 баллов

8-5.

На планете 324NS было обнаружено неизвестное вещество Х. Образец вещества Х высотой 2 см и площадью 100 см² имеет массу 180 г. Рассчитайте, будет ли образец вещества Х плавать в воде. Решение подробно запишите.

Решение:

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Найден объём образца:

100 см²·2 см³ =200 см³ 2 балла

Найдена плотность образца:

ρ= 180 г/ 200 см³ = 0,9 г/см³ 2 балла

Указана плотность воды 1,0 г/см³ 1 балл

Сделан вывод о том, что плотность вещества меньше плотности воды и

образец вещества плавать будет 2 балла

Итого 7 балло

ВСЕГО: 37 баллов

ОТВЕТЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

ШКОЛЬНОГО ТУРА ОЛИМПИАДЫ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

9 КЛАСС

9-1. Приведите пример вещества, в котором один и тот же элемент одновременно проявляет и низшую, и высшую степень окисления. Напишите два уравнения реакций с участием этого вещества.

Решение:

1. Формула возможного вещества – 3 балла: NH ₄NO₃

2. Уравнения реакций – 2 балла:NH₄ + KOH = KNO₃+ NH₃ + H₂O

NH₄NO₃ = N₂O + 2 H₂O

Итого 5 баллов

9-2. Относительная плотность паров некоторого галогена по воздуху равна 5,52. Назовите неизвестный галоген. Ответ подтвердите расчётами.

Решение:

1. Определение молярной массы галогена- 3 балла: М= 5,52∙29= 160 г\моль

2. Определение галогена – 2 балла: бром Br₂

Итого 5 баллов

9-3. При обезвоживании организма и потерях крови больным внутривенно вводят физиологический раствор - 0,9% раствор хлорида натрия. Молодой лаборант для приготовления физиологического раствора взял 1 литр воды и 9г соли, потом подумал и добавил ещё 1г соли. Можно ли использовать полученный раствор для внутривенного введения больным? Ответ докажите расчётами.

Решение:

1. Определение массы раствора – 5 баллов:

m(соли) = 9 + 1 = 10г

плотность воды 1 г\мл, поэтому масса 1л = 1000г

m(раствора)= 1000 + 10 = 1010г

2. Нахождение массовой доли и выводы- 5 баллов: 10\1010= 0,01 или 1%, это больше, чем нужно для физиологического раствора и использовать такой раствор нельзя.

Итого 10 баллов

9-4. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Fe  A  FeCl₂+FeCl₃  B+C  A. Назовите вещества, обозначенные буквами А, В, С.

Решение :

3 Fe + 2O₂ = Fe₃О₄ 2 балла

Fe₃О₄ + 8 HCl = FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4 Н₂О 3 балла

FeCl₂+ 2 NaOH = Fe(OH)₂ ↓ + 2 NaCl 1 балл

FeCl₃ + 3 NaOH = Fe(OH)₃ ↓ + 3 NaCl 1 балл

2 Fe(OH)₃+ Fe(OH)₂= Fe₃О₄ + 4 H₂О 2 балла

Вещества: А – Fe₃О₄ ; В и С - Fe(OH)₂ и Fe(OH)₃; 1 балл

Итого 10 баллов

9-5. Имея в своём распоряжении только водород, воздух и поваренную соль, получите: а) кислоту (4б); б) основание (4б); в) соль, состоящую из трёх элементов (4б); г) кислотный оксид (4б); д) основный оксид (4б). Запишите уравнения реакций, укажите условия, при которых они протекают. (20 баллов)

Решение:

а) электролизом расплава NaCl получаем Cl₂, водород дан по условию, поэтому:

H₂+ Cl₂ = 2HCl 4 балла

б) кислород получаем перегонкой сжиженного воздуха, водород дан по условию, поэтому:

2H₂ + O₂ = 2H₂О

электролизом расплава NaCl получаем Na

2Na + 2H₂О = 2NaOH + H₂ 4 балла

в) азот получаем перегонкой сжиженного воздуха, водород дан по условию, поэтому:

N₂ + 3H₂↔2NH₃

NH₃ + HCl =NH₄СI 4 балла

г) 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂О

2NO + O₂= 2NO₂ 4 балла

д) 2Na + O₂= Na₂О₂

Na₂О₂ + 2Na = 2Na₂О 4 балла

Итого 20 баллов

ВСЕГО: 50 баллов

ОТВЕТЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

ШКОЛЬНОГО ТУРА ОЛИМПИАДЫ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

10 КЛАСС

10-1. Определите давление в сосуде объёмом 5,6л, содержащем 1г водорода, 8.5г аммиака и 28г азота при ОºС.

Решение:

n(газов) = 1\2 + 8,5\17 + 28\28= 0,5 моль(H₂) + 0,5 моль(NH₃) + 1 моль(N₂)= 2 моль 2 балла

P = nRT\V= 2 ∙8,314∙273\5,6 =811кПа 4 балла

Итого 6 баллов

10-2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения, укажите условия их проведения:

FeSO₄→ X₁→ S → X₂→ H₂S → X₃→ H₂SO₄ по 1 баллу за уравнение:

Решение:

4FeSO₄→2Fe₂O₃ + 4SO₂ + O₂

SO₂ + 2H₂S →3S + 2H₂O

S + Fe → FeS

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

H₂S + CuCl₂ (p)→CuS + 2HCl

CuS + 8HNO₃(к)→CuSO₄ + 8NO₂ +4H₂O

Итого 6 баллов

10-3. Для исследования взяли порошок белого цвета и отмерили 296 мг. Навеску порошка перенесли в стакан с избытком соляной кислоты, при этом выделился углекислый газ, объемом 89,6 мл (н.у.). Какое вещество исследовали?

Решение:

При действии на исследуемое вещество соляной кислотой выделяется углекислый газ,

следовательно, для анализа взяли карбонат или гидрокарбонат.

1 балл

Количество выделившегося углекислого газа 0,0896 : 22,4 = 0,004 моль

1 балл

Если исследовали гидрокарбонат одновалентного металла (или аммония)

MeHCO₃ + HCl = MeCl + H₂O + CO₂

Молярная масса исходной соли 0,296 : 0,004 = 74 г/моль, тогда

M(Me) = 74 – 1 – 12 – 48 = 13 г/моль, такого металла нет.

2 балла

Если металл двухвалентный

Me(HCO₃)₂ + 2HCl = MeCl₂ + 2H₂O + 2CO₂

M(Me(HCO₃)₂) = 0,296 : 0,002 = 148 г/моль

M(Me) = 148 – 2 – 24 – 96 = 26 г/моль, такого металла нет.

2 балла

Если исследовали карбонат одновалентного металла (или аммония)

Me₂CO₃ + 2HCl = 2MeCl + H₂O + CO₂

Молярная масса исходной соли 0,296 : 0,004 = 74 г/моль, тогда

M(Me) = (74 – 12 – 48) : 2 = 7 г/моль, металл — литий Li.

2 балла

Исследуемая соль — карбонат лития Li₂CO₃

2 балла

Другие варианты соли не удовлетворяют условию.

Максимально за проверку других вариантов — 2 балла

Итого 10 балов

10-4. Вещества содержит С, Н, О и S. При сгорании 11 г его выделилось 8,8 г CO2, 5,4 г Н2О, а сера была полностью переведена в сульфат бария, масса которого оказалась равна 23,3 г. Определить формулу вещества.

Формулу заданного вещества можно представить как CxHySzOk. При его сжигании получается углекислый газ, вода и сернистый газ, который затем превращают в сульфат бария. Соответственно, вся сера из исходного вещества превращена в сульфат бария.

Находим количества веществ углекислого газа, воды и сульфата бария и соответствующих химических элементов из исследуемого вещества:

n(CO₂) = m/M = 8,8/44 = 0,2 моль.

n(C) = 0,2 моль.

n(Н₂O) = m / M = 5,4 / 18 = 0,3 моль.

n(H) = 0,6 моль.

n(BaSO₄) = 23,3 / 233 = 0,1 моль.

n(S) = 0,1 моль.

4 балла

Рассчитываем предполагаемую массу и количество кислорода в исходном веществе:

m(C) = 0,2 • 12 = 2,4 г

m(H) = 0,6 • 1 = 0,6 г

m(S) = 0,1 • 32 = 3,2 г

m(O) = mвещества − m(C) − m(H) − m(S) = 11 − 2,4 − 0,6 − 3,2 = 4,8 г,

ν(O) = m / M = 4,8 / 16 = 0,3 моль

3 балла

Находим мольное соотношение элементов в веществе:

C : H : S : O = 0,2 : 0,6 : 0,1 : 0,3 = 2 : 6 : 1 : 3

Формула вещества C₂H₆SO₃.

2балла

Надо отметить, что таким образом мы получили только простейшую формулу.

Однако, полученная формула является истинной, поскольку при попытке удвоения этой формулы (С₄H₁₂S₂O₆) получается, что на 4 атома углерода, помимо серы и кислорода, приходится 12 атомов Н, а это невозможно.

Ответ: C₂H₆SO₃.

1 балл

Итого 10 баллов

10-5.В пробирках без надписей находятся растворы NaCl, Na₂CO₃, NaOH, NaNO₃. Предложите способы определения содержимого пробирок. Напишите уравнения соответствующих реакций.

(10 баллов)

Решение:

1. Ко всем растворам добавим соляной кислоты. Только в одном случае наблюдаются признаки: Na₂CO₃ + 2HCl →2 NaCl + H₂O + CO₂↑(газ без цвета и запаха), т.е. карбонат мы определили.

2. При добавлении раствора нитрата серебра в оставшиеся три раствора в двух случаях образуются осадки:

NaCl + AgNO₃→ AgCl↓ + NaCl (белый творожистый осадок)

2NaOH + 2AgNO₃→ Ag₂O↓+ 2NaNO₃ + H₂O(тёмно-коричневый осадок)

3. В последней пробирке нитрат натрия. Подтверждаем реакцией:

NaNO₃+ 4Zn + 7NaOH(к)+ 6H₂O----- 4 Na₂[Zn(OH)₄] + NH₃↑(газ с резким запахом, меняющий цвет индикатора)

Итого 8 баллов

ВСЕГО: 40 баллов

ОТВЕТЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

ШКОЛЬНОГО ТУРА ОЛИМПИАДЫ ПО ХИМИИ 2019-2020 уч.г.

11 КЛАСС

11-1. Определите давление в сосуде объёмом 11,2л, содержащем 42г азота, 8г метана и 1г водорода при ОºС.

Решение:

n(газов) = 42\28+8\16+1\2= 1,5моль(N2) + 0,5 моль(CH4) + 0,5 моль(H2)= 2,5 моль

P = nRT\V= 2,5 ∙8,314∙273\11,2 =506,6 кПа

Итого 6 баллов

11-2. Газ А, который используют при резке и сварке металлов, смешали со взрывоопасным газом В в молярном соотношении 1:1 и пропустили при нагревании над платиновым катализатором (реакция 1). Получился газ С, который используют для ускорения

созревания плодов. Газ С пропустили через раствор D желтого цвета, который в процессе взаимодействия с газом С обесцветился (р-я 2). При пропускании газа С через розовый раствор вещества Е также наблюдается обесцвечивание раствора и образуется вещество F (р-я 3), используемое для изготовления незамерзающих смесей (антифриз).

- Определите вещества А-F, приведите их названия по номенклатуре ИЮПАК, для веществ А, С и F составьте структурные формулы.

- Составьте уравнения описанных реакций 1-3 (используйте структурные формулы).

Решение:

А: СН= СН этин

B: Н₂ водород

C: СН₂ =СН₂ этен

D: Br₂ бром

E: KMnO₄ перманганат калия

F: CH₂ – CH₂ этандиол-1,2

OH OH

СН= СН + H₂ → СН₂ = СН₂

СН₂ = СН₂+ Br₂ → CH₂Br- CH₂Br

3СН₂ = СН₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3 CH₂ (OH)- CH₂ (OH) + 2KOH + 2MnO₂

Составлены формулы и приведены названия веществ 18 баллов

Составлены уравнения реакций 9 балло

Итого 27 баллов

11-3. Определите объём 28%-ного раствора азотной кислоты с плотностью 1,17 г/мл который следует прибавить к 50г фосфата кальция для его растворения. (6 баллов)

Решение:

среди фосфатов кальция растворим только дигидрофосфат, поэтому

Ca₃(PO₄)₂ + 4HNO₃ →Ca(H₂PO₄)₂ + Ca(NO₃)₂

n(Ca₃(PO₄)₂)= 50\310=0,1613моль

n(Ca₃(PO₄)₂)= 4n(HNO3)= 0,645 моль

m (HNO₃) =0,645∙63=40,635г

m(р-ра)= 40,635\0,28=145,125г

V(р-ра)=145,125\1,17= 124 мл

11-4.

Смесь сульфата бария и сульфита бария общей массой 70,0 г обработали избытком соляной кислоты. Выделился газ, при пропускании которого через избыток известковой воды образовалось 24,0 г осадка. Рассчитайте массовые доли (в %) веществ в исходной смеси.

Решение.

Составим уравнения реакций:

BaSO₃+2HCl = BaCl₂ + SO₂+H₂O 4 балла

SO₂ + Ca(OH)_{2 =} CaSO₃↓ + H₂O

Рассчитаем количество вещества сернистого газа:

n (CaSO₃) = 24/120 = 0,2 моль 4 балла

n (SO₂) = n (CaSO₃) = 0,2 моль

Рассчитаем количество вещества и массу сульфита бария:

n(BaSO₃) = n(SO₂) = 0,2 моль

m(BaSO₃) = 0,2 х 217 = 43,4г. 4 балла

Рассчитаем массовые доли веществ в смеси:

w(BaSO₃) = 43,4/70 х 100 = 62%

w(BaSO₄) = 100% - 62% = 38% 4 балла

Итого 16 баллов

11-5. В пробирках без надписей находятся растворы NaOH, NH₃∙H₂O, Na₂S, NaClO. Предложите способы определения содержимого пробирок. Напишите уравнения соответствующих реакций. (10 баллов)

Решение:

1. Ко всем растворам добавим соляной кислоты.

Только в двух случаях наблюдаются признаки: Na2S + 2HCl → H2S↑ + 2NaCl (выделение газа с запахом тухлых яиц) и

NaClO + 2HCl → NaCl + Cl₂↑ + H₂O (жёлто-зелёный газ с резким запахом).

2. К двум оставшимся растворам добавим раствор сульфата меди:

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄ (студенистый голубой осадок)

4NH₃ (р-р)+ CuSO₄ →[Cu(NH₃)₄]SO₄ (образуется ярко-синий раствор)

За каждое объяснение и уравнение реакции по 2,5 балла

Итого 10 баллов

ВСЕГО: 50 баллов