Всего максимум 10 баллов

Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии

8 класс Ижевск

ЗАДАНИЯ С РЕШЕНИЯМИ

Задача 8-1. Химический элемент X обнаружен на Солнце и в метеоритах, менее 1% Х содержится в минеральных породах на территории всех стран. Его кристаллы построены так же, как кристаллы алмаза и почти такие же хрупкие, как стекло, а его слиток стоит примерно столько же, сколько золотой. X образует с хлором соединение A, в котором 66,17% хлора. Молекулярное соединение A получают при «сгорании» элемента X в хлоре. Оксид B с такой же степенью окисления получают при сильном нагревании элемента X в атмосфере кислорода. При обработке оксида B концентрированным раствором соляной кислоты получают соединение A.
1) Определите элемент Х.
2) Сколько электронов у атома элемента X на внешнем слое?
3) Сколько нейтронов в атоме элемента X?
4) Выведите формулу А и рассчитайте его молярную массу.
5) Опишите строение молекулы А. Объясните это строение с точки зрения теории химической связи.
6) Напишите уравнения реакций:
– X + Cl₂ →
– X + O₂ →
7) Напишите уравнение обработки оксида B концентрированным раствором соляной кислоты

8) Заполните пропуски в цитате: «... этот еще не открытый элемент должен был стать своеобразным «замком», связывающим два типичных неметалла - ... с двумя типичными металлами - ...» ... ». Чья это цитата?

Решение:

№ вопросов	Содержание верного ответа и указания по оцениванию(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)	баллы
	"кристаллы построены так же как и кристаллы алмаза" - значит, то же число валентных электронов, т.е. находится в 4 гр. гл. подгруппе. Значит, формула высшего хлорида ХСl4.	1 б
	у атома элемента на внешнем слое 4 электрона	1 б
	нейтронов в атоме элемента – 73-32=41 (для изотопа 73Ge)	1б
	Масса хлора в 100 г хлорида = 66,17 г Атомная масса неизвестного элемента =Х Формула высшего хлорида ХСl4 Молярная масса хлорида М = Х + 4 ∙ 35,5 в 100 г - 66,17 г хлора в М - 4 ∙ 35,45 г хлора найдем М =214,599; ⇒Аr=72,5; ⇒Х=Ge (германий), формула А – GeCl4; М =214,4 (214,3)	2б
	Так как А – молекулярное соединение, подобное соединению углерода, то связь ковалентная полярная пространственная форма - тетраэдр	1 б 2 б
6	Ge + 2Cl2→ GeCl4 Ge + O2 →GeO2	1б 1б
7	GeO2 +4 HCl → GeCl4 +2H2O	1 б
	«... этот еще не открытый элемент должен был стать своеобразным «замком», связывающим два типичных неметалла – углерод и кремний с двумя типичными металлами – олово и свинец ». Д.И.Менделеев	1 б
	Всего	12 б

Сорокин В.В., Загорский В.В., Свитанько И.В. Задачи химических олимпиад:
http://www.chem.msu.su/rus/school/sorokin/welcome.html

Примеры заданий с решениями:
http://www.chem.msu.su/rus/olimpiad/59/theor09.html

Задача 8-2. «Чист ли воздух?»

Воздух, загрязненный сероводородом, в течение пяти часов пропускали со скоростью 10 л/с через концентрированный раствор гидроксида натрия, а потом добавили к этому раствору йодную воду до ее обесцвечивания. Выпавший желтый осадок взвесили и установили, что его масса составляет 0,32г.

1) Напишите уравнения реакций сероводорода с гидроксидом натрия, полученного раствора с настойкой иода.

2) Рассчитайте количество и массу сероводорода, учитывая массу выпавшего желтого осадка.

3) Соответствует ли анализируемый воздух санитарным нормам, если предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДК_СС) сероводорода в воздухе на уровне 0,008 мг/м³?

4) Какой вывод можно сделать по полученным данным?

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)	Баллы
1) Составим уравнения реакции: Н2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O Na2S + J2 = S↓ + 2NaJ	1б 1б
2) Найдем количество вещества серы: n(S) =0,32г : 32г/моль = 0,01моль	1б
n(S) = n(Na2S) = n(H2S) = 0,01моль; m(Н2S) = 0,01г х 34г/моль = 0,34г.	1б 1б
3) Найдем объем воздуха, пропущенного через раствор NaOH: V(воздуха) = 10л/с х 3600 с/ч х 5ч = 180м3. Для сравнения полученных данных со значением ПДКСС необходимо перевести их в одинаковую размерность: m(H2S) : V(воздуха) =0,34 х 1000(мг) : 180(м3) = 1,89мг/м3; ⇒нет;	1б   1б
4) Вывод: 1,89мг/м3 > 0,008мг/м3, что значительно выше санитарной нормы, анализируемый воздух является опасным для окружающих.	1б
Максимальный балл

http://iumka.ru/himiya/olimpiada/item/10536/

Задача 8-3. Напишите формулы соединений, названия которых приведены ниже. Все они состоят из двух элементов, один из которых – водород. Если затрудняетесь, напишите хотя бы символ второго элемента, входящего в состав каждого из них.

1) Бромистый водород

2) Сероводород

3) Герман

4) Фосфин

5) Гидрид кальция

6) Силан

7) Арсин

8) Станнан

9) Метан

10) Диборан

Решение:

1)HBr

1) H₂S

2) GeH₄

3) PH₃

4) CaH₂

5) SiH₄

6) AsH₃

7) SnH₄

8) CH₄

10) B₂H₆

За правильную формулу 1 балл; если верно определен только элемент, то 0,5 балла.

Всего максимум 10 баллов.

Задача 8-4. Одним из способов записи концентрации растворов является моляльность, выражающаяся в моль/кг. Раствор с моляльностью 1 моль/кг содержит 1 моль растворенного вещества на 1 кг растворителя.

1. Чему равна моляльность раствора, приготовленного из 10 г бромтимолового синего (формула C₂₇H₂₈Br₂O₅S) и 1,00 л этанола (растворитель, его плотность 797,9 г/л)?

2. Моляльность раствора, приготовленного из той же массы бромтимолового синего и того же объема воды, во много раз ниже. Как это можно объяснить?

Решение:

Отсюда моляльность раствора равна:

2. Бромтимоловый синий плохо растворим в воде, и такое его количество растворится лишь частично. (3 балла) (Если ответ связан с отличиями плотности или молярной массы этанола и воды, 0 баллов).