9 класс (общее число баллов 45) Задача 9-1

9 класс

(общее число баллов 45)
Задача 9-1. 34,4г смеси сульфата, нитрата и хлорида натрия растворили в воде. После добавления к раствору избытка нитрата бария выпало 23,3г осадка. Осадок отделили и к фильтрату прилили раствор нитрата серебра. Масса выделившегося осадка составила 28,7г. Определите массовый состав смеси. (9 баллов)

Решение 9-1 .

	баллы
Составлено уравнение реакции	3
Определено количество вещества и масса х₁ = 0,1 моль Na₂SO₄ m= 14,2г	1
	3
x₂ = 0,2 моль NaСl m= 11,7г	1
m (NaNO₃)=34,4 – 14,2 - 11,7 = 8,5г	1
	Сумма 9 баллов

Задача 9-2. Вычислите массовые доли веществ в растворе, получившемся при взаимодействии 8%-ного раствора хлорида бария объёмом 118,2 мл с 8%-ным раствором сульфата натрия объёмом 129,1 мл (плотность растворов примите равной 1,1 г/мл). (10 баллов)
Решение 9-2.

	баллы
Написана реакция Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄¯ + 2NaCl	1
Рассчитаны массы исходных растворов: Масса исходного раствора сульфата натрия: 129,1 (мл)×1,1 (г/мл) = 142 (г). Масса исходного раствора хлорида бария: 118,2 (мл)×1,1 (г/мл) = 130 (г).	1
Масса сульфата натрия в исходном растворе: 142 (г)×0,08 = 11,36 (г). Масса хлорида бария в исходном растворе: 130 (г)×0,08 = 10,40 (г).	1
Число молей сульфата натрия в исходном растворе: 11,36 (г):142 (г/моль) = 0,08 (моль). Число молей хлорида бария в исходном растворе: 10,40 (г):208 (г/моль) = 0,05 (моль).	1
Сульфат натрия взят в избытке, поэтому расчет массы осадка ведется по хлориду бария: n(BaSO₄) = n(BaCl₂) = 0,05 (моль). Масса выпавшего сульфата бария: 233 (г/моль)×0,05 (моль) = 11,65 (г)	1
Масса образовавшегося хлорида натрия: n(NaCl) = 2n(BaCl₂) = 0,1 (моль); m(NaCl) = 58,5 (г/моль)×0,1 (моль) = 5,85 (г).	1
Масса не вступившего в реакцию сульфата натрия: n(Na₂SO_{4, ост}) = 0,08-0,05 = 0,03 (моль); m(Na₂SO_{4, ост}) = 142 (г/моль)×0,03 (моль) = 4,26 (г).	1
Масса раствора после реакции: m(р-ра Na₂SO₄) + m(р-ра BaCl₂) - m(BaSO₄) = 142 + 130 - 11,65 = 260,35 (г).	1
Массовые доли растворенных веществ: w(NaCl) = 5,85:260,35 = 0,0225 или 2,25%, w(Na₂SO₄) = 4,26:260,35 = 0,0164 или 1,64%.	2
	Сумма баллов 10

Задача 9-3.

Раствор гидроксида бария называют баритовой водой и применяют для определения углекислого газа. При пропускании углекислого газа через раствор гидроксида бария наблюдают образование осадка.

Напишите уравнение реакции
Укажите цвет осадка
Рассчитайте количество ионов бария и гидроксид-ионов (в штуках) находящихся в 200 г 5 % раствора гидроксида бария
Рассчитайте, сколько грамм осадка образуется, если через 200 г 5% раствора пропустить 2,5 л углекислого газа.

(8 баллов)

Решение 9-3.

	баллы
Bа(ОН)₂ + СО₂ = BаСО₃¯ + Н₂О	1
Осадок белого цвета	1
Определена масса Bа(ОН)₂ m=0,05×200=10г Рассчитано количество вещества n=10:171=0,058 моль	2
N(Ba²⁺)=0,058×6×10²³=3,48×10²² штук N(ОН^-)=2×0,058×6×10²³=6,96×10²² штук	3
Рассчитана масса BаСО₃¯ m=0,058×197=11,4 г	1
	Сумма 8 баллов

Задача 9-4.

В промышленности для получения ряда металлов из их оксидов применяют термитную смесь (термит) - порошкообразную смесь алюминия с оксидами различных металлов (обычно железа). При воспламенении эта смесь горит с выделением большого количества тепла (температура горения 2300—2700°С).

1. Как называется этот метод получения металлов? Назовите 3 металла, которые можно получить этим способом, напишите уравнения реакций.

2. Рассчитайте количество выделившегося тепла, если в реакцию вступило 2,7 г алюминия: 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃ + 857,82 кДж. (6 баллов).

Решение 9-4

	баллы
Алюмотермия (алюминотермия). Алюмотермией можно получить только те металлы, у которых теплоты образования оксидов существенно меньше теплоты образования Аl₂O₃ (а для металлов, расположенных правее алюминия в ряду напряжений, так и есть)	1
2Al + Cr₂O₃ → 2Cr + Al₂O₃; 4Al + 3MnO₂ → 3Mn + 2Al₂O₃; 2Al + 3ZnO → 3Zn + Al₂O₃	3
Рассчитано количество вещества алюминия n=2,7:27=0,1 моль	1
Рассчитано количество тепла: 2 моль дают 857,82 кДж, а 0,1 моль Х= 857,82:2×0,1=42,891 кДж.	1
	Сумма 6 баллов

Задача 9-5. В четырех пробирках без этикеток находятся растворы сульфата натрия, карбоната натрия, хлорида бария и серная кислота. Как, не используя других реактивов, определить в какой пробирке находится каждое из веществ? Наблюдения оформите в виде таблицы. Приведите выводы и уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде. (12 баллов)
Решение 9-5.

Содержание верного ответ и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

баллы

Результаты, полученные при попарном смешивании растворов, приведены в таблице:

Вещества	Na₂SO₄	Na₂CO₃	BaCl₂	H₂SO₄
Na₂SO₄	´	-	BaSO₄¯ бел	-
Na₂CO₃	-	´	BaСO₃¯ бел	СО₂
BaCl₂	BaSO₄¯ бел	BaСO₃¯ бел	´	BaSO₄¯ бел
H₂SO₄	-	СО₂	BaSO₄¯ бел	´

Следовательно,

в пробирке, раствор из которой дает один белый осадок, содержится Na₂SО₄;
в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и газ, содержится Na₂СО₃;
в пробирке, раствор из которой дает три белых осадка, содержится BaCl₂;
в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и газ, содержится H₂SO₄.

Уравнения протекающих реакций:

1) Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄¯ + 2NaCl

2Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- = BaSO₄¯ + 2Na⁺ + 2Cl^-

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄¯

2) Na₂CO₃ + BaCl₂ = BaCO₃¯ + 2NaCl

2Na⁺ + CO₃^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- = BaCO₃¯ + 2Na⁺ + 2Cl^-

CO₃^2- + Ba²⁺ = BaCO₃¯

3) Na₂CO₃ + 2AgNO₃ = Ag₂CO₃¯ + 2NaNO₃

2Na⁺ + CO₃^2- + 2Ag⁺ + 2NO₃^- = Ag₂CO₃¯ + 2Na⁺ + 2NO₃^-

CO₃^2- + 2Ag⁺ = Ag₂CO₃¯

4) Na₂CO₃ + H₂SO₄= Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + SO₄^2- = 2Na⁺ + SO₄^2- + CO₂ + H₂O

CO₃^2- + 2H⁺ = CO₂ + H₂O

5) BaCO₃ + H₂SO₄= BaSO₄¯ + CO₂ + H₂O

BaCO₃ + 2H⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ + CO₂ + H₂O

Сумма 12 баллов

10 класс

(общее число баллов 45)
Задача-10-1. Дана схема реакций

В левом треугольнике все реакции протекают без изменения степеней окисления, в правом – все реакции окислительно-восстановительные. Определите неизвестные вещества и напишите уравнения реакций.

(8 баллов )
Решение 10-1.

1. BaO + CO₂ = BaCO₃

2. BaO + H₂O = Ba(OH)₂

3. Ba(OH)₂ + Na₂CO₃ = BaCO₃ + 2NaOH

4. BaCO₃ + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + H₂CO₃ (CO₂ + H₂O)

5. Ba(NO₃)₂ + FeSO₄ = BaSO₄¯ + Fe(NO₃)₂

6. 4Fe(NO₃)₂ = 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

7. Fe(NO₃)₂+ 2H₂O _{(‘электролиз)}= Fe +2HNO₃ + O₂ + H₂ (или без учета одновременного восстановления H⁺:

2Fe(NO₃)₂+ 2H₂O _{(электролиз)}= 2Fe +4HNO₃ + O₂ правильным считать оба варианта

8. Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O
За каждую реакцию по 1 баллу. Сумма 8 баллов.
Задача 10-2. В 200 мл раствора гидроксида натрия (w = 20%; r = 1,22 г/мл) растворили 4,6 г металлического натрия. Какова концентрация образовавшегося раствора? Какой максимальный объем углекислого газа способен поглотить полученный раствор при комнатной температуре (t^o = 20^oC; P = 1 атм)? ( 10 баллов )
Решение 10-2.

баллы

При растворении Na идет реакция 2Na + 2Н₂О ® 2NaOH + H₂ и

1

n(NaOH) = n( Nа) = 4,6 / 23 = 0,2 моль.

1

Общая масса NaOH в конечном растворе равна

0,2 · 40 + 200 · 1,22· 0,2 = 56,8 г

2

Масса конечного раствора равна
m(исх.р-р) + m(Na) - m(H₂) = 200 · 1,22 + 4.6 - 2 · 0,1 = 248,4 г

2

тогда w(NaOH) = 56,8 / 248,4 = 22,87 %

1

При поглощении углекислого газа раствором щелочи могут идти реакции:
NaOH + СО₂ ® NaHСО₃ (1)

2NaOH + СО₂ ® Na₂СО₃ + Н₂О (2)

2

и максимальный объем поглощенного СО₂ соответствует реакции (1):

V(CО₂) = nRT / Р = ((56,8 /40) · 0,082· (273 + 20)) /1 = 34,1 л

Или V(CО₂) = nRT / Р = ((56,8 /40) · 8,314· (273 + 20)) /101,3 = 34,1 л

1

Сумма 10 баллов

Задание 10-3. В состав органического вещества Х входят элементы углерод, водород, хлор. При полном сгорании 0,500 г этого вещества было получено 347,2 мл углекислого газа (н.у.). Анализ на хлор показал, что в 0,667 г вещества Х содержится 0,367г хлора. Относительная плотность этого вещества по неону равна 3,225.

Определите формулу вещества Х.
Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения согласно схеме:

Назовите вещества А, В, Д, Е.

(10 баллов)
Решение 10-3.

	баллы
Указан состав: .
Исходя из данных по сгоранию вещества Х, найдена масса углерода:	1
Рассчитаны массовые доли элементов в формуле	2
Рассчитано количество каждого элемента в 100 г :	2
Определена и названа формула вещества Отсюда формула вещества Х: , хлорэтан.	1
Записано уравнение реакции и название вещества А А – дихлорэтан	1
Записано уравнение реакции и название вещества В В – н-бутан	1
Записано уравнение реакции и название вещества Д Д-изобутан	1
Записано уравнение реакции и название вещества Е Е – 2-метил-2 –хлорпропан	1
	Сумма 10 баллов

Задача 10-4 Определить массу осадка, полученного при сливании растворов, содержащих 0,2 моль сульфата цинка и 0,45 моль гидроксида натрия.

(7 баллов)
Решение 10-4


Составлено уравнение реакции ZnSO₄ + 2NaOH ® Na₂SO₄ + Zn(OH)₂¯	1
Установлено, что NaOH в избытке(0,45 – 0,4) = 0,05 моль, т.к. по уравнению 1:2 = 0,2:у, у = 0,4 моль, а взято 0,45 моль NaOH	1
Zn(OH)₂ образовалось – 0,2 моль и часть его растворится в избытке щелочи	1
	3
выпало в осадок (0,2 – 0,025) = 0,175 моль m(Zn(OH)₂)= 99•0,175 = 17,325г	1
	Сумма 7 баллов

Задача 10-5. В четырех пробирках без этикеток находятся растворы сульфида натрия, карбоната натрия, нитрата серебра и соляная кислота. Как, не используя других реактивов, определить в какой пробирке находится каждое из веществ? Приведите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде. (10 баллов).

Решение 10-5.

Содержание верного ответ и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

Результаты, полученные при попарном смешивании растворов, приведены в таблице:

Вещества	Na₂S	Na₂CO₃	AgNO₃	HCl
Na₂S	´	-	Ag₂S¯ черн	H₂S
Na₂CO₃	-	´	Ag₂CO₃¯ бел	СО₂
AgNO₃	Ag₂S¯ черн	Ag₂CO₃¯ бел	´	AgCl¯ бел
HCl	H₂S	СО₂	AgCl¯ бел	´

Следовательно,

в пробирке, раствор из которой дает черный осадок и газ с запахом, содержится Na₂S;
в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и газ без запаха, содержится Na₂СО₃;
в пробирке, раствор из которой дает два белых и один черный осадок, содержится AgNO₃;

в пробирке, раствор из которой дает белый осадок и два газа, содержится HCl.

Уравнения протекающих реакций:

1) Na₂S + 2AgNO₃ = Ag₂S¯ + 2NaNO₃

2Na⁺ + S^2- + 2Ag⁺ + 2NO₃^- = Ag₂S¯ + 2Na⁺ + 2NO₃^-

S^2- + 2Ag⁺ = Ag₂S¯

2) Na₂S + 2HCl = H₂S + 2NaCl

2Na⁺ + S^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = H₂S + 2Na⁺ + 2Cl^-

S^2- + 2H⁺ = H₂S

3) Na₂CO₃ + 2AgNO₃ = Ag₂CO₃¯ + 2NaNO₃

2Na⁺ + CO₃^2- + 2Ag⁺ + 2NO₃^- = Ag₂CO₃¯ + 2Na⁺ + 2NO₃^-

CO₃^2- + 2Ag⁺ = Ag₂CO₃¯

4) Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂ + H₂O

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + CO₂ + H₂O

CO₃^2- + 2H⁺ = CO₂ + H₂O

5) AgNO₃ + HCl = AgCl¯ + HNO₃

Ag⁺ + NO₃^- + H⁺ + Cl^- = AgCl¯ + H⁺ + NO₃^-

Ag⁺ + Cl^- = AgCl¯

Сумма 10 баллов

11 класс

(общее число баллов 55)

Задача-11-1. Осуществите превращения метан ® пара-нитротолуол, используя только неорганические реагенты, метан и полученные на предыдущих стадиях органические соединения. Укажите условия протекания и названия реакций.

(5 баллов)
Решение 11-1.

	баллы
Высокотемпературный (1500^оС) крекинг метана: 2СН₄ = С₂Н₂ + 3Н₂	2
Галогенирование метана по свободнорадикальному (hn) механизму: СН₄+Cl₂=СН₃Cl +HCl	2
Тримеризация ацетилена над активированным углем при 600^оС: 3С₂Н₂ = С₆Н₆	2
Реакция Фриделя-Крафтса (катализатор AlCl₃): С₆Н₆+ СН₃Cl = С₆Н₅СН₃ + НCl	2
Нитрование в присутствии серной кислоты: 2С₆Н₅СН₃ + 2НNO₃ = о-СН₃-С₆Н₄-NO₂ + п-СН₃-С₆Н₄-NO₂ + 2Н₂О	2
	Сумма 10 баллов

1)
Задание 11-2. В состав органического вещества Х входят элементы углерод, водород, хлор. При полном сгорании 0,500 г этого вещества было получено 347,2 мл углекислого газа (н.у.). Анализ на хлор показал, что в 0,667 г вещества Х содержится 0,367г хлора. Относительная плотность этого вещества по неону равна 3,225.

Определите формулу вещества Х.
Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения согласно схеме:

Назовите вещества А, В, Д, Е.

(10 баллов)
Решение 11-2.

	баллы
Указан состав: .
Исходя из данных по сгоранию вещества Х, найдена масса углерода:	1
Рассчитаны массовые доли элементов в формуле	2
Рассчитано количество каждого элемента в 100 г :	2
Определена и названа формула вещества Отсюда формула вещества Х: , хлорэтан.	1
Записано уравнение реакции и название вещества А (свет) А – дихлорэтан	1
Записано уравнение реакции и название вещества В (t^o⁾ В – н-бутан	1
Записано уравнение реакции и название вещества Д (100^оС, AlCl₃) Д-изобутан	1
Записано уравнение реакции и название вещества Е (свет) Е – 2-метил-2 –хлорпропан	1
	Сумма 10 баллов

Задача 11-3. Смесь 2-метилпропанола-1, бутанола-2, 2-метилпропанола-2 массой 3,7г окислили оксидом меди (II). Продукты окисления обработали аммиачным раствором оксида серебра, при этом образовалось 5,4г серебра. Вычислите массовую долю 2-метилпропанола -1 в смеси. (10 баллов)
Решение 11-3.

	баллы
Приведены структурные формулы	3
Окислению подвергается только соединение 1 и 2	3
	1
n(Ag)= = 0,05 моль (по уравнению реакции) n(2-метилпропаналя) = 0,025 моль n(2-метилпропанола-1)=0,025 моль m(2-метилпропанола-1)=0,025моль74 г/моль = 1,85г	2
w%(2-метилпропанола-1) = = 50%	1
	Сумма 10 баллов

Задача 11-4. Через 250 мл раствора ацетата серебра пропустили избыток водорода до полного выпадения осадка. После отделения осадка рН раствора стал равен 4. Определите молярную концентрацию соли в исходном растворе. Определите степень диссоциации уксусной кислоты в полученном растворе. Определите сколько миллиграмм серебра выделилось. Константа диссоциации уксусной кислоты равна 1.74·10^–5. (7 баллов)
Решение 11-4.

	баллы
Уравнение реакции: 2CH₃COOAg + H₂ → 2CH₃COOH + 2Ag↓.	1
По условию, рН = 4, отсюда равновесная концентрация ионов Н⁺ составляет [H⁺] = 10^–^pH = 10^–4 моль/л.	1
Обозначим молярную концентрацию образовавшейся кислоты как с К_дис = , 1.74·10^–5 = . Отсюда с = 6.75·10^–4 моль/л.	3
Степень диссоциации α= 1×10^-4:6,75×10^-4=0,15 или 15%.	1
Количество моль соли и серебра равны. Масса серебра равна m= C×V×M_Ag=6.75·10^–4×0,25×108=0,018г или 18 мг.	1
	Сумма 7 баллов

Задача 11-5. Твердый гидроксид калия массой 22.4 г оставили на воздухе. Через некоторое время он превратился во влажное вещество массой 26.0 г. Его растворили в воде и поделили раствор на две равные части. При добавлении избытка хлорида кальция к первому раствору выпал осадок массой 1.5 г. Определите состав влажного вещества (в массовых процентах). Как из второго раствора получить раствор чистого гидроксида калия?

(10 баллов)
Решение 11-5.

	баллы
КOH поглощает из воздуха H₂O и CO₂: 2KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O. Таким образом, влажное вещество – это смесь KOH, K₂CO₃ и воды.	1
Именно карбонат калия дает осадок с хлоридом кальция K₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃¯ + 2KCl.	1
Из половины исходной смеси получено n(CaCO₃) = 1.5 / 100 = 0.015 моль	1
В состав влажного вещества входят: 1) Карбонат калия: n(K₂CO₃) = 2 × 0.015 = 0.03 моль. m(K₂CO₃) = 0.03 × 138 = 4.14 г. w(K₂CO₃) = 4.14 / 26.0 = 0.159 (15.9%).	3
2) Гидроксид калия. В реакцию с 0.03 моль CO₂ вступило 0.06 моль KOH. В смеси осталось: m(KOH) = 22.4 – 0.06 × 56 = 19.04 г. w(KOH) = 19.04 / 26.0 = 0.732 (73.2%).	2
3) Вода w(H₂O) = 100 – 15.9 – 73.2 = 10.9%.	1
Для того, чтобы избавиться от карбоната калия, к раствору надо добавить гидроксид бария: K₂CO₃ + Ba(OH)₂ → BaCO₃¯ + 2KOH.	1
	Сумма 10 баллов

Задача 11-6. В четыре открытых стакана с водными растворами питьевой соды, железного купороса, цинкового купороса и кислого сернокислого аммония опустили по кусочку металлического натрия. Какие процессы будут протекать в каждом их этих стаканов? Запишите уравнения реакций. (8 баллов)
Решение 11-6.

Содержание верного ответ и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)	Баллы
1. Во всех стаканах происходит выделение водорода 2Na + 2H₂O →2NaOH + H₂↑	1
2. В стакане с питьевой содой – образуется средняя соль: NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O	1
3. В стакане с железным купоросом выпадет серо-зеленовытый осадок, который будет приобретать бурую окраску за счет окисления кислородом воздуха: FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄; 2Fe(OH)₂ + 1/2O₂ + H₂O →2 Fe(OH)₃↓	1 1
4. В стакане с цинковым купоросом выпадет осадок гидроксида цинка, который растворится в избытке щелочи: ZnSO₄ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄; Zn(OH)₂↓ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]	1 1
5. В стакане с сернокислым аммонием – образование средних солей с последующим выделением аммиака: 2NH₄HSO₄ + 2NaOH → (NH₄)₂SO₄ + Na₂SO₄ + 2H₂O; (NH₄)₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2NH₃↑ + 2H₂O	1 1
Максимальный балл	8

	баллы
При растворении Na идет реакция 2Na + 2Н₂О ® 2NaOH + H₂ и	1
n(NaOH) = n( Nа) = 4,6 / 23 = 0,2 моль.	1
Общая масса NaOH в конечном растворе равна 0,2 · 40 + 200 · 1,22· 0,2 = 56,8 г	2
Масса конечного раствора равна m(исх.р-р) + m(Na) - m(H₂) = 200 · 1,22 + 4.6 - 2 · 0,1 = 248,4 г	2
тогда w(NaOH) = 56,8 / 248,4 = 22,87 %	1
При поглощении углекислого газа раствором щелочи могут идти реакции: NaOH + СО₂ ® NaHСО₃ (1) 2NaOH + СО₂ ® Na₂СО₃ + Н₂О (2)	2
и максимальный объем поглощенного СО₂ соответствует реакции (1): V(CО₂) = nRT / Р = ((56,8 /40) · 0,082· (273 + 20)) /1 = 34,1 л Или V(CО₂) = nRT / Р = ((56,8 /40) · 8,314· (273 + 20)) /101,3 = 34,1 л	1
	Сумма 10 баллов