7 клас
1. У довіднику з хімії наводяться такі дані:
А - Алюміній входить до складу каолініту та польового шпату, які належать до розповсюджених мінералів.
Б - Алюміній - це сріблястий метал з температурою плавлення 658 °C.
В - Алюміній по розповсюдженню в земній корі посідає третє місце.
Г - Алюміній реагує з водою після усунення з його поверхні оксидної плівки.
Д - Алюміній має валентність IІI.
Є - Алюміній уперше був отриманий у 1825 році датським фізиком Х.К.Ерстедом, дією алюміній хлориду на амальгаму калію.
Е - Алюмінію в організмі людини міститься в середньому близько 60 мг.
Ж - Алюміній має малу розчинність у рідкому олові за умов низькотемпературного плавлення.
З - Алюміній добре проводить електричний струм.
У яких твердженнях йдеться про просту речовину, а в яких - про хімічний елемент? Які твердження характеризують фізичні властивості простої речовини, а які хімічні властивості простої речовини та хімічні перетворення в яких речовина бере участь?
Відповідь.
Проста речовина: Б,Г,Е,Ж,З.
Хімічний елемент: А,В,Д,Є.
Фізичні властивості: Б,З.Ж.
Хімічні властивості: Г,Е.
(перетворення)
0,5 балів за кожну правильну відповідь, максимально 7 балів
2. Як можна зруйнувати кристалики цукру до молекул. Як називається цей процес? Яким чином можна зруйнувати самі молекули і як називається такий процес? Наведіть приклади таких явищ (не менше двох прикладів), поясніть, що відбувається з молекулами.
Відповідь.
Розчинити цукор. При розчиненні цукру нових речовин не утворюється. Утворюється однорідна суміш цукру і води, подрібнення цукру відбувається до молекул. Суміш можна розділити і отримати знову кристалики цукру.
Молекули руйнуються під час хімічних перетворень. Атоми в хімічних явищах не змінюються, вони є основою для структурних одиниць нових речовин. Приклади: горіння, дія сульфатної кислоти…
Процес руйнування кристаликів до молекул з поясненнями – 2 бала
Процес руйнування молекул з прикладами явищ – 2 бала
Максимум 4 бали
3. Молодий учитель хімії Колбочкін С.О., запропонував учням самостійно визначити густину будь-якої речовини на вибір. Юний хімік Вася вибрав пісок. Він насипав у попередньо зважену чашку пісок (його маса дорівнювала 5 г), потім висипав речовину з чашки у вимірювальний циліндр (при цьому він нічого не розсипав) і заміряв об’єм (він дорівнював 3,9 мл). Розрахуйте, яке значення густини отримав Вася. Після цього Вася знайшов густину піску в довіднику. Вона дорівнювала 2,5 г/см3. Поясніть, чому Вася не отримав таке значення для густини? Як треба було провести експеримент, щоб отримати табличне значення густини, використовуючи при цьому тільки згадане вище обладнання?
Відповідь:
Вася отримав значення густини 5 г / 3,9 мл = 1,28 г /мл. Густина виявилася меншою табличної, тому що це так звана,«насипна густина». Тобто між піщинками є повітря, що збільшує об'єм і призводить до зменшення значення густини. Треба було налити в циліндр воду (або іншу рідину), виміряти об’єм, а потім всипати пісок і ще раз виміряти об’єм. Тоді різниця значень об’ємівдасть справжній об’єм піску без проміжків між частинками.
Розрахунок густини 2 бала
Пояснення, чому Вася отримав менше значення густини 3 бала
Запропоновано спосіб вимірювання густини 2 бала
4. Атомна маса хімічного елемента Х у 3,987 разів більша за атомну масу хімічного елемента Y. Сума відносних атомних мас елементів Х і Y дорівнює 70.
А) визначте елементи Х і Y;
Б) напишіть, що Вам відомо про ці хімічні елементи та прості речовини, які вони утворюють.
Відповідь.
а) Ar(X) +Ar(Y) = 70
3,987Ar(Y) =Ar(X)
3,987Ar(Y) + Y=70
Ar(Y) = 14 - елемент N
Ar(X) = 56- елемент Fe
б) N2 – азот, Fe- залізо
Правильні розрахунки – 6 балів
За назви хімічних елементів, простих речовин і короткі відомості про них – 3 бала
Максимум – 9 балів
Загальна кількість балів за теоретичний тур - 26 балів
9 клас
1. У затоці Кара-Богаз-Гол Каспійського моря знаходяться значні запаси мінералу мірабіліту - кристалогідрату натрій сульфату. Щороку наприкінці листопада, коли температура води падає до 6°С, вода стає насиченою натрій сульфатом, і мірабіліт починає виділятися у вигляді безбарвних кристалів, що осідають на дно затоки і на його берегах. Поясніть це явище з хімічної точки зору. Відомо, що кристали цієї речовини містять у своєму складі сіль і воду. Для визначення формули мірабіліту 3,22 г мінералу розчинили у воді. До отриманого розчину додали надлишок розчину барій хлориду. Осад, який випав, відфільтрували, промили і зважили. Його маса дорівнювала 2,33 г. Спираючись на вище наведені дані хімічного аналізу, визначте формулу мінералу мірабіліту. Запишіть рівняння реакції.
Відповідь:
2. Дано чотири твердих речовини в пробірках без написів: (NH4)2SO4, Na2SO4, CaSO3, KNO3. За допомогою яких реагентів можна їх розрізнити, використовуючи мінімальну кількість реакцій? Напишіть відповідні рівняння в молекулярному та йонному вигляді.
Відповідь:
3. Елементи А, В і С належать до однієї групи і розташовані в трьох суміжних рядах періодичної системи хімічних елементів. Двовалентний елемент А утворює з Гідрогеном сполуку, що містить 11,1% Гідрогену. Елемент В утворює з елементом А дві сполуки, в яких 50% і 60%, відповідно, припадає на частку елемента А. Елемент С не утворює леткої сполуки з Гідрогеном. Які елементи позначені літерами А, В і С? У сполуці, утвореній елементами С і А, елемент С виявляє вищу валентність. Складіть формулу сполуки, охарактеризуйте її властивості?
Відповідь:
4. Два юних хіміка добували водень. Один з них розчиняв цинк у розчині лугу, а інший - алюміній. Обидва отримали однакові об'єми водню (за однакових умов). Хто з них взяв для реакції більшу наважку металу і у скільки разів?
Відповідь:
Загальна кількість балів за теоретичний тур - 26 балів
10 клас
1. На початку XIX століття при перевірці інтендантського складу, де зберігалися солдатські олов'яні ґудзики, з'ясувалося, що вони зникли. У ящиках, де зберігалися ґудзики, був виявлений сірий порошок. Зважування вмісту ящиків показало, що порошок важить стільки, скільки й важили ґудзики. При з'ясуванні обставин та обстеженні місця події, виявилося, що склад був під замком протягом довгої холодної зими, не опалювався і туди ніхто не заходив. Знайдіть пояснення даному «злочину». До фізичних чи хімічних відноситься дане явище? Відповідь обґрунтуйте.
Відповідь:
За низької температури одна алотропна модифікація олова (біле) перейшла в іншу (сіре олово).
Мова йде про хімічне явище, так як утворилася нова речовина, яка має відмінні від вихідної речовини властивості.
4 бали
2. У роботах учасників олімпіад можна зустріти найрізноманітніші рівняння реакцій, частина з яких правильні, але деякі ні. Нижче наведено кілька рівнянь реакцій, узятих з олімпіадних робіт. Дайте мотивовану відповідь, які з цих рівнянь правильні, у яких допущені помилки, а які зовсім неправильні. Для можливих реакцій напишіть їх правильні рівняння і вкажіть умови їх проведення.
-
Cu + SO4 = CuSO4.
-
2Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2.
-
CuSO4 + Al(OH)3 = Al2(SO4)3 + Cu(OH)2.
-
2AlCl3 + 3K2CO3 = Al2(CO3)3 + 6KCl.
-
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O.
Відповідь:
А) Сульфур оксид SO4 не існує, проте з таким складом отриманий сульфур пероксид , що виявляє сильні окислювальні властивості. Відомості про можливість його взаємодії з міддю відсутні, але враховуючи можливість утворення атомарного кисню при його розкладанні, то можна припустити про можливість протікання такої реакції (з уточненням про застосування пероксиду). Також це рівняння можна було б записати додавши заряди, описуючи процес кристалізації купрум сульфату з розчину або розплав, але таке рівняння не відповідатиме реальному процесу. Так як купрум(ІІ) сульфат буде розкладатись до температури плавлення, а із розчину буде викристалізовуватись кристалогідрат;
Cu2+ + SO42– = CuSO4,
Б)Концентрована нітратна кислота пасивує алюміній. Алюміній здатний реагувати лише з розбавленою кислотою, утворюючи, поряд з невеликими кількостями водню, переважно амоній нітрат:
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O.
Тому це рівняння відображає побічну реакцію активного металу з кислотою, можливу при низькій концентрації нітрат-іонів в сильно розбавленому розчині нітратної кислоти.
В) По-перше, в даному запису відсутні коефіцієнти. По-друге, і в продуктах і в реагентах записані практично нерозчинні сполуки: алюміній гідроксид і купрум (ІІ) гідроксид, тому реакція відбуватися не буде.
Г) У водному розчині хлорид алюмінію і карбонат калію взаємодіяти будуть, але продуктом реакції буде не алюміній карбонат, який не існує. При додаванні розчину карбонату до розчину алюміній хлориду можливі реакції:
2AlCl3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6 KCl або
2AlCl3 + 2K2CO3 + 2H2O = 2Al(OH)2Cl + 2CO2 + 4KCl.
навпаки при додаванні розчину алюміній хлориду до розчину карбонату:
3K2CO3 + AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3KHCO3 + 3KCl.
Д) Рівняння написане правильно, але такий процес відбувається без участі каталізатора. Якщо використовуємо каталізатор, то процес відбувається з утворенням нітроген (ІІ) оксиду:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
7 балів
3. Чи можливо розпізнати розчини амоній хлориду, алюміній сульфату, хлоридної кислоти, гідроксидів натрію і барію, використовуючи як реагент тільки фенолфталеїн? Запропонуйте план проведення аналізу, запишіть рівняння реакцій.
Відповідь:
Додаємо в невеликі порції кожного з досліджуваних розчинів фенолфталеїн - в розчинах лугів спостерігаємо малинове забарвлення. В один з розчинів лугів додаємо порціями інших речовин. Поява запаху амоніаку свідчить про наявність солі амонію, драглистий осад вказує на присутність солі алюмінію. Визначений сульфат алюмінію по черзі додамо до лугів. Білий осад (барій сульфат) випаде в пробірці, в якій знаходився барій гідроксид. У решту пробірок – додаємо соляну кислоту. Додаючи її в пробірки з забарвленими фенолфталеїном розчинами лугів, спостерігаємо зникнення забарвлення.
6 балів
4. 1 г суміші заліза, ферум (ІІ) оксиду і ферум (ІІІ) оксиду обробили надлишком хлоридної кислоти, при цьому виділилося 112 мл водню (н.у.). При повному відновленні воднем другої порції вихідної суміші масою 1 г отримали 0,2115 г води. Визначте масові частки (%) заліза, ферум (ІІ) оксиду у вихідній суміші.
Відповідь. Масові частки заліза і ферум (II) оксиду в суміші відповідно дорівнюють 28% и 36%.
9 балів
Загальна кількість балів за теоретичний тур - 26 балів
11 клас
1. За якими ознаками прийнято відносити речовини до органічних або неорганічних? Наведіть 2-3 приклади, що підтверджують Вашу відповідь. Оберіть із поданого списку органічні речовини і суміші, що їх містять. Наведіть відомі Вам формули речовин і склад сумішей зі списку: медичний ефір, нашатирний спирт, столовий оцет, олеум, оліфа, гліцин, алебастр, крейда, розчин йоду медичний, питна сода, царська вода.
Відповідь.
Жодне з визначень органічної речовини не є вичерпним, тому що різкої межі між органічними і неорганічними речовинами немає. Органічна речовина містить вуглець, як правило, також містить водень, а молекули мають зв'язки С-С і / або С-Н.
Органічні речовини:
медичний ефір (діетиловий ефір С2Н5-О-С2Н5,);
столовий оцет (9% водний розчин оцтової кислоти СН3СООН)
оліфа (ненасичені продукти переробки рослинних олій та жирів);
гліцин (аминооцтова кислота NH2 —CH2 —COOH);
розчин йоду медичний (розчин І2 в етанолі С2Н5ОН)
Формули інших речовин:
Нашатирний спирт (водний розчин амоніаку NH3);
олеум (розчин SO3 в H2SO4);
алебастр (палений гіпс, СаCO3 • 0,5H2O);
крейда (СаСО3);
питна сода (NaHCO3);
царська вода (суміш концентрованих кислот — нітратної HNO3 (1 об'єм) і хлоридної HCl (3 об'єми)).
5 балів
2. Складіть рівняння реакції, які відповідають ланцюжку перетворень, назвіть речовини за номенклатурою IUPAC . Напишіть формули 5 ізомерів сполуки В та назвіть їх.
Відповідь.
(кожне рівняння плюс назва по 1 балу, 0,5 за ізомер з назвою.)
6 балів
3. У пронумерованих склянках містяться розчини таких речовин: аргентум нітрату, хлоридної кислоти, плюмбум (ІІ) нітрату, амоніаку та натрій гідроксиду. Не використовуючи інших реактивів, визначте, у якій склянці розчин якої речовини знаходиться. Складіть рівняння хімічних реакцій, відповідно до Вашої схеми аналізу.
Відповідь:
Для вирішення завдання складємо таблицю-матрицю, в яку будемо заносити у відповідні квадратики дані спостереження результатів взаємодії речовин.
1 + 2 - випадає білий осад;
1 + 3 - видимих змін не спостерігається;
1 + 4 - в залежності від порядку зливання розчинів може випасти осад;
1 + 5 - випадає осад бурого кольору;
2 +3- випадає осад білого кольору;
2 +4- видимих змін не спостерігається;
2 +5 - видимих змін не спостерігається;
3 +4 - спостерігається помутніння;
3 +5 - випадає білий осад;
4 +5 - видимих змін не спостерігається.
Запишемо далі рівняння протікають реакцій в тих випадках, коли спостерігаються зміни в реакційній системі (виділення газу, осаду, зміна кольору) і занесемо формулу досліджуваної речовини у відповідний квадратик таблиці-матриці.
При додаванні плюмбум (ІІ) нітрату в надлишок лугу осад може відразу розчинитися.
Таким чином, на підставі цих дослідів розрізняємо речовини, що знаходяться в пронумерованих пробірках.
7 балі
4. Досліджуючи склад ракетного палива, літній хімік визначив, що воно складається з таких елементів: Нітрогену, Гідрогену і Карбону. Після чого він спалив наважку речовини масою 6,0 г. Продукти, отримані після спалювання, розділив на дві частини. Першу частину він пропустив через концентрований розчин натрій гідроксиду, маса розчину збільшилася на 8,0 г. Другу частину він пропустив через розчин концентрованої сульфатної кислоти, маса розчину збільшилася на 9,9 г. Причому в першому випадку після пропускання газів через розчин залишилося непоглинутим 1,4 г газу, а у другому - 5,8 г газу. Установіть молекулярну формулу палива.
Відповідь:
При сгорании образовались H2O, CO2, N2. Гидроксид натрия поглотил CO2 и воду. Серная кислота – только воду. Очевидно, количество воды 0,2 моль (3,6г/18 г/моль) в 1-й порции, тогда количество масса углекислого газа равна 4,4 г, а его количество 0,1 моль, количество азота 0,05 моль. Значит, на вещество 0,4 моль воды, 0,2 моль CO2, 0,05 моль азота, 0,2 моль углерода, 0,8 моль водорода 0,1 моль азота. Просуммируем массы элементов, убедимся, что кислорода в веществе нет. Мольное отношение СH4N, но такую формулу составить нельзя => C2H8N2.
8 балів
Загальна кількість балів за теоретичний тур - 26 балів
