Блог вчителя хімії та біології Семенюк Надії Тимофіївни: Олімпіада

Готуємось до олімпіади

Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської олімпіади
Волинська обласна олімпіада з хімії
Задачі з хімії
Завдання обласної олімпіади з хімії 2016 р.

Завдання 7 клас

Завдання 1 (8 балів)

1. Визначте у формулі якої сполуки сума індексів буде найбільшою:

A.	Нітрогену(V) з Оксигеном;
Б.	Карбону(IV) з Оксигеном;
В.	Нітрогену(ІІІ) з Гідрогеном;
Г.	Карбону(IV)зГідрогеном.

2. Визначте правильне твердження щодо молекули вуглекислого газу:

A.	складається з двох атомів одного хімічного елемента;
Б.	складається з двох атомів різних хімічних елементів;
В.	складається з атомів трьох елементів;
Г.	складається з атомів двох елементів.

3. Суміш піску, цукру та залізних ошурок можна розділити:

A.	подіяти магнітом, змішати з водою, відстояти, відфільтрувати, випарувати воду;
Б.	змішати з водою, відстояти, подіяти магнітом, відфільтрувати, випарувати воду;
В.	змішати з водою, відстояти, відфільтрувати, подіяти магнітом, випарувати воду;
Г.	неможливо розділити.

4. Визначте сполуку, що містить хімічний елемент з найбільшим значенням валентності:

А. NO₂; Б. Al₂O₃; В. FeO; Г. V₂O₅.

5. Виберіть хімічні явища з нижче поданого переліку:

A.	Почорніння срібних виробів;
Б.	Зміна забарвлення кисню при зрідженні;
В.	Виділення газу при відкриванні пляшки з водою;
Г.	Згіркнення масла;
Д.	Поява веселки після дощу;
Е.	Руйнування озонового шару;
Є.	Бродіння виноградного соку.

6. Виберіть назви сумішей з нижче поданого переліку:

A.	Кам’яне вугілля
Б.	Сода
В.	Вазелін
Г.	Поліетилен
Д.	Глина
Е.	Графіт
Є.	Фруктовий сік

Завдання 2 (10 балів)

Елемент Х утворює різні оксиди та солі. В оксиді Х₂О₃ його масова частка становить 68,42%. У солі складу А₂Х₂О₇ його масова частка – 35,37 %. Визначте формулу солі, та масову частку елемента А в сполуці.

Відповідь:

Знайдемо молярну масу оксиду:

w(O) = 100 – 68,42 = 31,58 % = 0,3158

, , M_r(B₂O₃) = (2 бали)

2. Нехай А_r(Х) = х, M_r(X₂O₃) = 2х + 48 = 152

2х = 152 – 48

2х = 104

х = 52 цей елемент – Cr(3 бали)

3. Знайдемо молярну масу солі:

M (А₂Х₂O₇) = (г/моль)

(2 бали)

4. Знайдемо елемент А:

294 = 2y +104 +16 · 7

2y = 294 – 104 – 112

2y = 78

y = 39

Цей елемент – К, Формула: K₂Cr₂O₇.(3 бали)

Завдання 3 (10 балів)

Елементи А, Б та В належать до одного і того ж періоду періодичної системи. Елементи А і Б – найбільш поширені елементи земної кори. Атом елемента В має на 4 електрони більше, ніж атом елемента А. Елемент А утворює сполуку з елементом В складу АВ₃, а елементи А і Б при нагріванні утворюють речовину складу А₄Б₃. Існує також сполука елементів Б та В складу БВ₄. Визначити елементи А, Б та В.

Відповідь:

Найбільш поширеними елементами земної кори є: Оксиген, Силіцій, Алюміній та Ферум. Проте, за умовою задачі всі елементи належать до одного періоду, а тому тільки Силіцій та Алюміній підходять. (2 бали)

Зважаючи на формули даних сполук елемент А – трьохвалентний, елемент Б – чотиривалентний, елемент В – одновалентний.(3 бали)

Тому А – це Алюміній, Б – Силіцій. (2 бали)

В відрізняється від А на 4 електрони, а отже, і на 4 протони, тому В – це Хлор. (3 бали)

А – Al, Б – Si, В – Cl.

Завдання 4. (12 балів) Білки є полімерними молекулами, які виконують найрізноманітніші функції в організмі людини. Вони складаються із залишків амінокислот. Найпростіша амінокислота складається з 6,67 % елемента А, 32 % елемента B, 18,67 % елемента C та 42,66 % елемента D.

1. Розшифруйте елементи А, B, C та D, якщо елемент А утворює найлегшу просту речовину, елемент B утворює прості речовини алмаз і графіт, елемент C утворює просту речовину, яка складає 78 % повітря, а елемент D є найбільш поширеним у земній корі.

2. Встановіть формулу найпростішої амінокислоти.

3. Які прості речовини утворюють елементи А, C та D

Відповіді

1. Виходячи з даних найлегшою простою речовиною є Гідроген – елемент А(1 бал)

Прості речовини графіт та алмаз утворює Карбон – елемент В (1 бал)

78% у повітрі займає проста речовина азот, яка утворена елементом Нітрогеном – елементС (1 бал)

Найбільш поширений у земній корі Оксиген - елементD (1 бал).

2. Виведемо формулу сполуки:

n(A) : n(B) : n(C) : n(D) =

Формула найпростішої амінокислоти Н₅С₂NO₂. (5 балів)

3. Елемент Гідроген утворює просту речовину водень (Н₂), елемент Нітроген утворює просту речовину азот (N₂), елемент Оксиген утворює пря 8 класосту речовину кисень (О₂).(3 бали)

Завдання 8 клас

Завдання 1. (12 балів)

1. Який із рядків, складається тільки із формул оксидів:

A.	CO; Cu₂O; H₂O; OF₂;
Б.	Mn₂O₇; CuCl₂; Fe₂O₃; Ba(OH)₂;
В.	CaO; Cl₂O₇; Ag₂O; P₂O₅;
Г.	Fe₂O₃; N₂O₅; HClO; SO₂

2. вода 1 моль речовини за н.у. займає об’єм:

A.	22,4 л;
Б.	0,018 л;
В.	більше 0,018 л;
Г.	менше 0,018 л.

3. Виберіть формулу кислоти, яка може утворювати кислі солі:

A.	HСl;;
Б.	HClO₃;
В.	H₂CO₃;
Г.	HNO₂.

4. Укажіть речовину, з якою взаємодіє сульфур(VІ) оксид:

A.	калій гідроксид;
Б.	магній сульфат;
В.	нітроген(ІV) оксид;
Г.	хлоридна кислота.

5. Установіть відповідність між формулою газу та його відносною густиною:

1. за повітрям 2	A. СО₂
2. за киснем 2	Б. О₃
3. за воднем 22	В. С₄Н₁₀
4. за гелієм 12	Г. SО₂

6. Установіть відповідність між класом речовин та назвою:

1. основний оксид	A. карбон(IІ) оксид
2. амфотерний оксид	Б. алюміній оксид
3. кислотний оксид	В. кальцій оксид
4. несолетворний оксид	Г. карбон(IV) оксид

7. Установіть порядок використання реагентів для здійснення перетворень:

А. NaOH

Б. HCl

В. O₂

Г. HNO₃

8. Перетворіть схеми реакцій у рівняння. Установіть послідовність збільшення суми коефіцієнтів:

А. K + H₂O→; (7)

Б. Al + HCl →; (13)

В. MgO + H₂SO₄ →; (4)

Г. P₂O₅ + NaOH →. (12)

Відповіді на тестові завдання

	1	2	3	4
№ 5	В	Г	А	Б
№ 6	В	Б	Г	А
№ 7	В	Б	А	Г
№ 8	В	А	Г	Б

Тести 1-4 Тести 5-8

1	2	3	4
В	В	В	А

Завдання 2. (10 балів)

Унаслідок взаємодії оксиду ЕО₂ масою 33,3 г із розчином натрій гідроксиду утворилося 48,6 г суміші однакових кількостей речовини середньої та кислої солей.

· Знайдіть елемент Е.

· Напишіть рівняння згаданих реакцій.

Відповіді

ЕО₂ +NaOH = NaHEO₃

ЕО₂ +2NaOH =Na₂EO₃ + H₂O

або

2ЕО₂ + 3NaOH = NaHEO₃ +Na₂EO₃ + H₂O (2 бали)

Нехай M_r(EO₂)=x, тоді M_r(NaHEO₃)=x+40, M_r(Na₂EO₃)=x+62

За рівнянням реакції з 2 моль ЕО₂ утворюється 1 моль Na₂EO₃та 1 моль NaHEO₃

Тобто з 2х г ЕО₂ утвориться (х+40+х+62) г або (2х+102) г солей.

З умови з 33,3 г ЕО₂утворюється 48,6 г солей.

Складемо пропорцію

2х· 48,6 = (2х + 102) · 33,3

х = 111 (5 балів)

M_r(EO₂)= 111, тоді А_r(E) = 111 – 32 = 79 (1 бал)

Цей елемент Селен.

SeО₂ +NaOH = NaHSeO₃

SeО₂ +2NaOH =Na₂SeO₃ + H₂O

або

2SeО₂ + 3NaOH = NaHSeO₃ + Na₂SeO₃ + H₂O (2 бали)

Завдання 3. (10 балів)

Який об’єм повітря необхідно використати для спалювання 1 л газової суміші, що складається з гідроген сульфіду та чадного газу, якщо відомо, що 1 л такої суміші за н.у. має масу 1,3571 г.

Відповідь:

1. М(суміші газів) = (2 бали)

2. Знайдемо об’ємні частки газів у суміші:

М = М(H₂S) · φ(H₂S) + M(CO) · φ(CO)

34· х + 28 · (1-х) = 30,4

х = 0,4

φ(H₂S) = 0,4; φ(CO) = 0,6 (3 бали)

Тоді V(H₂S) = 0,4 л, V(СО) = 0,6 л. (1 бал)

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

2CO + O₂ = 2CO₂

3. V(O₂) на спалювання H₂S = 0,4л ·3 /2 = 0,6 л

4. V(O₂) на спалювання СО = 0,6л ·1 /2 = 0,3 л

5. V(O₂)заг =0,6 л + 0,3 л = 0,9 л

6. V(пов) = 0,9 л / 0,21 = 4,286 л (4 бали)

Можливий інший спосіб розв’язання через кількості речовини.

Завдання 4. (10 балів)

На терезах зрівноважили дві хімічні склянки, які містили по 100 г розчинів у яких містилося: на лівій шальці – 10 г HCl, на правій шальці – 5 г H₂SO₄. Після цього в кожен стакан опустили металеві пластинки однакової маси: в хлоридну кислоту – алюмінієву, в сульфатну кислоту – цинкову. По завершенню реакції пластинки вийняли. Як змінилася рівновага терезів, якщо метали було взято в надлишку? Відповідь підтвердіть відповідними розрахунками та запишіть рівняння хімічних реакцій.

Відповіді

1. Якщо метали було взято в надлишку, то розрахунок потрібно вести по кислотах, які прореагували повністю.

ν(HCl) = 10 / 35,5 = 0,28 моль

ν(H₂SO₄) = 5 / 98 = 0,05 моль (2 бали)

2.Запишемо рівняння відповідних хімічних реакцій:

6HCl + 2Al = 2AlCl₃ + 3H₂; H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + H₂. (2 бали)

2. Згідно з записаними рівняннями, в ході реакції, утворилося:

ν(AlCl₃) = 0,09 моль;m(AlCl₃) = 0,09 моль∙ 132,5 г/моль = 11,93 г.

ν₁(H₂) = 0,14 моль; m(H₂) = 0,14 моль ∙ 2 г/моль = 0,28 г

ν(ZnSO₄) = 0,05 моль; m(ZnSO₄) = 0,05 моль ∙ 161 г/моль = 8,05

ν₂(H₂) = 0,05 моль; m(H₂) = 0,05 моль ∙ 2 г/моль = 0,1 г (4 бали)

З врахуванням того, що всі кислоти витратилися на взаємодію з металами а також виділився газоподібний водень, розрахуємо кінцеві маси кожної зі склянок після завершення реакцій.

Склянка з HCl:

m = 100 – 10 +11,93 – 0,28 = 101,65

Склянка з H₂SO₄:

m = 100 – 5 + 8,05 – 0,1 = 102,95

Після завершення взаємодій між кислотами та металами, склянка, у якій була хлоридна кислота, стала важити 101,65 г, а склянка, у якій була сульфатна кислота, стала важити 102,95 г.

Отже, склянка, у якій спочатку була сульфатна кислота, переважить, тобто нижче буде права шалька терезів. (2 бали)

Якщо вести розрахунки за масами, цифри можуть відрізнятися, але переважить права шалька.

Завдання 5. (10 балів)

Звичайне віконне скло має склад Na₂O·CaO·6SiO₂. Для вікон в середньому потрібно листи скла розміром 1500 х 2000 х 5 мм. Яку масу соди, яка містить 85% натрій карбонату, вапняку, що містить 90% кальцій карбонату, та кварцового піску, що містить 95% силіцій(IV) оксиду, потрібно для виробництва скла, якого б вистачило на 9-ти поверховий будинок, що має 360 вікон, якщо густина скла становить 2,55 г/см³.

Відповідь:

1. Об’ємскла на 1 вікно: V(скла) = 150·200·0,5 = 15000 см³.

2. m (скла) = V·ρ = 15000 см³ · 2,55 г/см³ = 38250 г

3. Масаскла в будинку: m (скла) = 38250 г · 360 = 13770000 г = 13 т 770 кг (1 бал)

4. ν(скла) = = = 28807,53 моль. (28808 моль) (1 бал)

5. ν(Na₂CO₃) = ν(Na₂O) = 28807,53 моль. (28808 моль) (1 бал)

6. m(Na₂CO₃)= ν·M = 28807,53 моль · 106 г/моль = 3053598,18 г (3053648 г) (1 бал)

7. m(соди) = 3053598,18 г/ 0,85 = 3592468 г = 3 т 592 кг468 г. (3592527 г) (1 бал)

8. ν(СaCO₃) = ν(СaO) = 28807,53 моль. (28808 моль)

9. m(СaCO₃)= ν·M = 28807,53 моль · 100 г/моль = 2880753 г (2880800 г) (1 бал)

10. m(вапняку) = 2880753 г/ 0,9 = 3200836,7 г = 3 т 200 кг 836,7 г (3200889 г) (1 бал)

11. ν(SiO₂) = 6 · ν (скла) = 28807,53 моль · 6 = 172845,18 моль (172848 г) (1 бал)

12. m(SiO₂) = ν·M = 172845,18 моль · 60 г/моль = 10370710,88 г(10370880 г) (1 бал)

13. m (піску) = 10370710,88 г / 0,95 = 10916537,7 г = 10 т 916 кг 537,7 г (10916716 г)(1 бал)

В дужках подано розрахунки, якщо кількість заокруглити до цілих.

Завдання 10 клас

Завдання 1 (10 балів)

В комплексній сполуці з формулою [X(NH₃)₄](NO₃)₂масова частка елемента Нітрогену становить 32,81%. Елемент Х утворює речовини, які задіяні у наступних схемах перетворень:

1) Х + О₂ → ХО

2) ХО + НNO₃ → А + Б

t>170⁰C

3) Х + НNO_{3 (концентрована)} → А + В + Б

4) А→ ХО + В + Г

5) А+ NaOH→ Д + NaNO₃

Встановіть елементи Х, А, Б, В, Г, Д у наведених схемах. Схеми реакційзамініть рівняннями. Як можна добути даний комплекс з нітрату елемента Х (напишіть рівняння реакції).

Розв’язання

М_r([X(NH₃)₄](NO₃)₂) = 14 ∙ 6 / 0,3281 = 256

A_r(X) = 256 – 4 ∙17 – 2 ∙ 62 = 64

Х це Купрум (2 бали)

1) 2Cu + О₂ → 2CuО

2) CuО + 2НNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

3) Cu + 4НNO_{3 (концентрована)} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

4) 2Cu(NO₃)₂→ 2CuО + 4NO₂ + O₂

5) Cu(NO₃)₂+ 2NaOH→ Cu(OH)₂↓ + 2NaNO₃ (5 балів)

А – купрум(ІІ) нітрат, Б – вода, В – нітроген(IV) оксид, Г – кисень, Д– купрум(ІІ) гідроксид. (1 бал)

Cu(NO₃)₂+ 4NH₃∙H₂O = [Cu(NH₃)₄](NO₃)₂ + 4H₂O(2бали)

Завдання 2.(12 балів)

Суміш вуглецю та сірки спалили в надлишку кисню, в результаті чого отримали газову суміш, що містить 6 г оксидів. Після контакту газової суміші з ванадієвим каталізатором (ванадій (V) оксид) маса суміші оксидів становила 6,4 г. Останню суміш пропустили через 171 г 20%-го розчину барій гідроксиду.

1. Визначити склад (%) вихідної суміші вуглецю та сірки.

2. Визначити масові частки речовин у розчині після поглинання суміші барій гідроксидом.

Розв’язання

C + O₂ → CO₂

S + O₂ → SO₂

Таким чином перша суміш містить CO₂, SO₂ та O₂, який не прореагував (1бал)

Після пропускання над каталізатором маса оксидів збільшилася за рахунок Оксигену

V₂O₅

SO₂ + [O] →SO₃

Dm = 6,4 - 6 = 0,4 (г) за рахунок Оксигену.

n(O) = 0,4 / 16 = 0,025 моль(1бал)

За рівнянням реакції

n(O) = n(SO₂) = n(SO₃) = n(S) = 0,025 моль

m(S) = 0,025 ∙ 32 = 0,8 (г)

m(SO₂) = 0,025 ∙ 64 = 1,6 (г) (1бал)

За умовою

m(СO₂) = 6 – 1,6 = 4,4 (г)

n(СO₂) = 4,4 / 44 = 0,1 моль

n(С) = n(СO₂) = 0,1 моль

m(С) = 0,1 ∙ 12 = 1,2 (г)(1бал)

w(С) = 1,2 / 2 = 0,6 (60%)

w(S) = 0,8 / 2 = 0,4 (40%) (1бал)

СO₂ + Ba(OH)₂→ BaCO₃↓+ H₂O

SO₃ + Ba(OH)₂→ BaSO₄↓+ H₂O

n(СO₂) = n₁(Ba(OH)₂) = n(BaCO₃) = 0,1 моль

n (SO₂) = n₂(Ba(OH)₂) = n(BaSO₄) = 0,025 моль (2 бали)

Прореагувало барій гіроксиду

n₃(Ba(OH)₂) = 0,1 + 0,025 = 0,125 моль

m(Ba(OH)₂) = 0,125 ∙ 171 = 21,375 (г) (1 бал)

Залишилося у розчині

m_р(Ba(OH)₂) = 0,2 ∙ 171 = 34,2 (г) в розчині

m_зал(Ba(OH)₂) = 34,2 – 21,375 = 12,825 (г) залишилося (1 бал)

Випало в осад

m(BaCO₃) = 0,1 ∙ 197 = 19,7 (г)

m(BaSO₄) = 0,025 ∙ 233 = 5,825 (г) (1 бал)

Маса розчину після поглинання суміші та масова частка барій гідроксиду у ньому

m_р-ну = 171 + 6,4 – 19,7 – 5,825 = 151,875 (г)

w(Ba(OH)₂) = 12,825 / 151,875 = 0,0844 (8,44%) (2 бали)

Завдання 3. (8 балів)

На терезах зрівноважено дві посудини: одна з концентрованим розчином натрій гідроксиду, інша – з розчином хлоридної кислоти. До першого розчину додали 10 г кристалічного амоній хлориду. Яку масу кальцій карбонату, що не містить домішок, необхідно додати в другу посудину, щоб їх маси як і раніше були однаковими. Вважати, що газоподібні речовини, що утворюються при взаємодії у розчинах видаляються повністю.

Розв’язання

NH₄Cl + NaOH = NaCl + NH₃ + H₂O (1)

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ +H₂O (2) (2 бали)

За рівняннями реакції: ν(NH₄Cl)=ν(NH₃), ν(CaCO₃)=ν(CO₂), ν(NH₄Cl)=0,187 моль, Þ m(NH₃)=3,18 г. (2 бали)
З рівняння 2 якщо маса CaCO₃– хг, то маса CO₂

44х / 100 = 0,44х (г) (2 бали)

З урахуванням рівності мас посудин після додавання речовин: (10–3,18)=(х–0,44х). При розв’язанні отримуємо: m(CaCO₃)=12,18 г. (2 бали)

Завдання 4.(10 балів)

Через деякий час після змішування речовин А і В та початку реакції, яку можна виразити рівнянням 3А+В→2С+D, концентрації речовин у закритій посудині становили [A]=3 моль/л; [B]=1 моль/л; [C] =0,83 моль/л. Як і в скільки разів змінилася при цьому швидкість хімічної реакції від початкової?

1. Розрахуємо зміну концентрацій під час реакції та знайдемо вихідні концентрації речовин А та В:

3А+В→2С+D

За кількістю утвореної речовини С маємо кількості речовин А та В, що прореагували

ν(А) = 3/2 ∙ 0,83 = 1,245

ν(В) = 1/2 ∙ 0,83 = 0,415 (2 бали)

2. Тоді до реакції С_{початкова} речовин А та В

С(А) = 3 + 1,245 = 4,245 моль/л

С(В) = 1 + 0,415 = 1,415 моль/л (2 бали)

3. Використовуючи закон діючих мас, для швидкості реакції в початковий момент часу одержуємо вираз: v₁=k[A]³∙[B]=k∙4,245³∙1,415=108k де k – константа швидкості прямої хімічної реакції. (2 бали)

4. Аналогічно після протікання реакції змінена швидкість – v₂=k[A]³∙[B] = k∙3³∙1 = 27k. (2 бали)

5. Відношення швидкостей: v₁/v₂=108k/27k=4. Швидкість реакції зменшилася, у порівнянні з початковою, в 4 рази. (2 бали)

Завдання 5.(10 балів)

Гази X, Y та Z — прості речовини. Газ Х взаємодіє з Y з утворенням газу А, з характерним різким запахом; реакція відбувається за нагрівання, підвищеного тиску й за наявності каталізатора. Суміш газів X та Z вибухає з утворенням рідини В, у якій газ А добре розчиняється. При пропусканні нагрітої суміші газів А та Z над платиновим каталізатором утворюються речовина В і газ С. Суміш В і С в кількостях, які утворилися в попередній реакції, взаємодіє з надлишком Z. Внаслідок цього утворюється розчин кислоти D. Продукт реакції D з А — кристалічна речовина Е, що при нагріванні розкладається на речовину В і газ F, який має наркотичну дію. За високої температури речовина F перетворюється на суміш двох об’ємів газу Y та одного об’єму газу Z.

· Розшифруйте речовини, позначені літерами.

· Напишіть рівняння реакцій, про які йдеться в задачі.

Розв’язання

Дeякі ознаки, вказані в умові задачі (запах, платиновий каталізатор) дозволяють думати, що газ А – це амоніак.

Тоді гази Xта Y – це водень та азот відповідно. (2 бали)

Рівняння реакцій

3H₂ + N₂ = 2NH₃
2H₂ + O₂ = H₂O

4NH₃+ 5O₂ = 4NO + 6H₂O
2NO +O₂ = 2NO₂
4NO₂+O₂+ 2H₂O = 4HNO₃
NH₃+ HNO₃= NH₄NO₃

NH₄NO₃ = N₂O + H₂O

N₂O = N₂ + O₂ (8 балів)

Газ Z – кисень, рідина В – вода, газ С – нітроген(ІІ) оксид.

Кислота D – нітратна, речовина Е – амонійнітрат, газ F – нітроген(І) оксид.

Завдання 6.(10 балів)

Механічну суміш ошурківFe та Cu масою 20,0 г при кімнатній температурі обробили надлишком концентрованого розчину HNO₃. Газоподібний продукт реакції кількісно прореагував з розчином NaOH, внаслідок чого утворилося 23,1 г солей. Визначте масову частку (%) Fe у суміші (з точністю до цілих).

Розв’язання

При кімнатній температурі з концентрованим розчином нітратної кислоти реагуватиме мідь.

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O (1) (2 бали)

Газоподібний продукт – нітроген(IV) оксид – утворить нітрит та нітрат натрію в однаковій кількості.

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O (2) (2 бали)

Нехай утворилося по х моль солей. Тоді

69х + 85х = 23,1

х = 0,15 (моль) (2 бали)

За рівнянням 2 ν(NO₂) = 0,3 моль. За рівнянням 1 ν(Cu) = 0,15 моль (2бали)
m(Cu) = 0,15 ∙ 64 = 9,6 (г) (2 бали)

m(Fe) = 20 – 9,6 = 10,4 (г)

w(Cu) = 9,6 / 20 = 0,48 (48%)

w(Fe) = 10,4 / 20 = 0,52 (52%)

Завдання 11 клас

Завдання 1.(10 балів)

Напишіть рівняння хімічних реакцій, що відповідають наведеному ланцюгу перетворень. Які речовини зашифровані літерами A- E, якщо всі вони є сполуками одного елементу.

Розв’язання

2Ca₃(PO₄)₂ + 6SiO₂ + 5C = 4P + 6CaSiO₃ + 5CO₂

3Ca + 2P = Ca₃P₂

Ca₃P₂ + 6HCl = 3CaCl₂ + 2PH₃

PH₃ + O₂ = P₂O₅ + H₂O

P₂O₅ + 3MgO = Mg₃(PO₄)₂

По одному балу за правильно визначені речовини та по 1 балу за кожне правильне рівняння реакції.

Завдання 2.(8 балів)

Через водний розчин брому пропустили 26,4 г газової суміші, яка складається з бутану, пропену і 2-метилпропену. В реакцію вступило 40 г брому. Визначити склад вихідної суміші в об’ємних відсотках, якщо її густина за н.у. складає 2,357 г/л.

Розв’язання

З бромом у водному розчині реагують пропен та 2-метилпрoпен.

СН₃―СН₂=СН₂ + Br₂ → СН₃―СНBr―СН₂Br

СН₃―(CH₃)СН₂=СН₂ + Br₂ → СН₃―(CH₃)СНBr―СН₂Br (2 бали)

При цьому кількість речовини брому дорівнює сумі кількостей речовини газів, що прореагували.

ν(Br₂) = 40 / 160 = 0,25 (моль)

Сума кількостей речовин пропену та 2-метилпропену 0,25 моль. (1 бал)

Загальний об’єм суміші

V(сум) = 26,4 / 2,357 = 11,2 (л)

ν(сум) = 11,2 / 22,4 = 0,5 (моль)

ν(С₄Н₁₀) = 0,5 – 0,25 = 0,25 (моль)

m(С₄Н₁₀) = 0,25 ∙ 58 = 14,5 (г) (2 бали)

Сума мас пропену та 2-метилпропену 26,4 – 14,5 = 11,9 (г)

Нехай ν(С₃Н₆) = х

Маэмо рівняння

42х + 56(0,25 – х) = 11,9

х = 0,15 (моль) пропену

Кількість 2-метилпропену 0,25 – 0,15 = 0,1 моль (2 бали)

Об’ємні частки бутану 50%, пропену 30%, 2-метилпропену 20%. (1 бал)

Завдання 3. (10 балів)

Вихідні концентрації NO та Cl₂ в системі 2NO + Cl₂↔ 2NOCl складають відповідно 0,5 моль/л та 0,2 моль/л.

1. Обчисліть константу рівноваги, якщо до моменту встановлення рівноваги прореагувало 20% нітроген (ІІ) оксиду.

2. Визначити маси солей, що утворяться при реакції рівноважної кількості хлору з гарячим розчином калій гідроксиду.

2NO + Cl₂↔ 2NOCl

n (NO) = 0,5 ∙ 0,2 = 0,1 (моль) прореагувалоNO

n (Cl₂) = 0,1 / 2 = 0,05 (моль) прореагувало Cl₂

n (NOCl) = 0,1 моль (2 моль)

Якщо не враховувати зміну об’єму, то рівноважні концентрації:

С (NO) = 0,5 – 0,1 = 0,4 (моль/л)

С (Cl₂) = 0,2 – 0,05 = 0,15 (моль/л)

С (NOCl) = 0,1 моль/л (2 бали)

(2 бали)

0,15 моль0,25 моль 0,05 моль

3Cl₂ + 6KOH = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O (2 бали)

m (KCl) = 0,25 ∙ 74,5 = 18,625 (г)

m (KClO₃) = 0,05 ∙ 122,5 = 6,125 (г) (2 бали)

Завдання 4.(10 балів)

Суміш складається з двох газоподібних вуглеводнів А та Б. Сполука А належить до алканів, а речовина Б – до алкенів. При взаємодії сполуки Б з еквімолярною кількістю хлору при 300°С утворюється монохлоропохідне, що містить 46,4% за масою Хлору. Внаслідок спалювання 6,72 л (н.у.) суміші газів А та Б, що містила 0,2 моль сполуки А, утворилось 15,68 л (н.у.) карбон(IV) оксиду та 16,2 г води. Визначте вуглеводні А та Б. Запропонуйте рівняння хімічної взаємодії вуглеводню Б з хлором без нагрівання.

Розв’язання

За умов зазначених у задачі алкен вступає в реакцію заміщення.

Відносна молекулярна маса монохлоропохідного

M_r = 35,5 / 0,464 = 76,5

M_r(Б) = 76,5 – 35,5 +1 = 42

12n + 2n = 42

n = 3

Речовина Б – пропен. (2 бали)

Кількість речовини суміші газів

ν = 6,72 / 22,4 = 0,3 (моль)

ν(А) = 0,2 моль, ν(С₃Н₆) = 0,1 моль (1 бал)

Спалювання пропену

2С₃Н₆ + 9О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О

ν(СО₂) = 0,3 моль

ν(Н₂О) = 0,3 моль (2 бали)

Загальна кількість утвореного СО₂

ν(СО₂) = 15,68 / 22,4 = 0,7 (моль)

Загальна кількість утвореної води

ν(Н₂О) = 16,2 / 18 = 0,9 (моль) (1 бал)

При спалюванні А утворилося 0,7 – 0,3 = 0,4 моль СО₂ та 0,9 – 0,3 = 0,6 моль води.

С_nH_2n+2 + O₂ → nCO₂ + (n+1)H₂O

n = 0,4 / 0,2 = 2

А – етан, С₂Н₆(2 бали)

Взаємодія пропену з хлором без нагрівання відбувається як приєднання:

СН₃―СН₂=СН₂ + Cl₂ → СН₃―СНCl―СН₂Cl (2 бали)

Завдання 5.(10 балів)

Карбон (IV) оксид об’ємом 836 мл (н.у.) пропустили над розжареним вугіллям масою 0,105 г. Одержану суміш газів пропустили над розжареним купрум(ІІ) оксидом масою 1,4 г. Утворений твердий продукт реакції розчинили в мінімальному об’ємі розчину нітратної кислоти (w=20%, ρ = 1,12 г/мл). Який об’єм розчину кислоти використали?

Розв’язання

CO₂+ C → 2CO

n(CO₂) та n(С):

n (CO₂) =

; n(CO₂) =

= 0,037 (моль),

n(C) =

; n(C) =

= 0,00875 (моль) (2 бали)

2. Враховуючи, що n (C) = n (CO₂) за рівнянням, то n (CO₂) – в надлишку.

n (CO) = 2n (C) = 0,00875 · 2 = 0,0175 (моль) (2 бали)

3. n (CO_2,що залишилась) = 0,037 – 0,00875 = 0,02825 (моль)

З CuO реагуватиме тільки СО:

CuO + СО → Сu + CO₂

n (CuO) =

; n (CuO) =

= 0,0175 (моль), отже і CuO і СО прореагували повністю.

Знайдемо масу міді: m (Cu) = n · M; m (Cu) = 0,0175 · 64 = 1,12 (г) (2 бали)

4. Взаємодія Cu з HNO₃:

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂+ 2NO +4H₂O

n(HNO₃) =

; х =

= 0,047 (моль)

m(HNO₃) = 0,047 · 63 = 2,96 (г) (2 бали)

5. m(р-ну HNO₃) =

= 14,8 (г)

V(р-ну HNO₃) = m/ ρ; V = 14,8/1,12 = 13,2 (мл) ≈ 13мл (2 бали)

Завдання 6. (12 балів)

Є суміш двох твердих речовин: кальцій карбіду і кальцій фосфіду. При дії води на зразок цієї суміші отримали суміш двох газів, густина якої за воднем дорівнює 14. Гази спалили, а продукти горіння привели до н.у. Отримали розчин речовини А. Газ, що залишився, поглинули вапняною водою. Отримали осад масою 20 г. Розрахуйте: а) масову частку речовини А в розчині; б) масові частки кальцій фосфіду та кальцій карбіду у вихідній суміші; в) масу вихідної суміші.

Розв’зання

1. Суміш Са₃Р₂ + СаС₂

СаС₂ + Н₂О → С₂Н₂ + Са(ОН)₂

Са₃Р₂ + 6Н₂О → 2РН₃ + 3Са(ОН)₂ (2 бали)