Завдання ІІ етапу Всеукраїнських предметних олімпіад з хімії
7 клас
- Розгляньте лабораторний посуд і обладнання.
А) Назвіть предмети зображені на малюнках.
Б) Що із зображеного на малюнках ви зможете використати для того, щоб змонтувати найпростішу установку для одержання дистильованої води? Опишіть призначення обраних вами предметів. Схематично зобразіть цю лабораторну установку.
В) Чи можна дистильовану воду вважати абсолютно чистою речовиною? Відповідь обґрунтуйте. (12 балів)
- Юний хімік змішав разом п’ять рідин: бензин, воду, ртуть, спирт, олію. Помістивши суміш у ділильну воронку, він побачив, що суміш розділилася на три шари. Напишіть, які речовини входять до складу кожного шару (починаючи з нижнього шару). Поясніть, чому відбулося розшарування?
(12 балів)
- Учень отримав завдання, в якому за назвами речовин необхідно було скласти їхні хімічні формули. Виконуючи це завдання, він не залишив прогалин між формулами речовин, у результаті чого в нього вийшов запис: H2OP2O5AlO2NaH2O3CO2Na3NCFeCl3N2К2SSiO2. Визначте, де повинні знаходитися проміжки між формулами індивідуальних речовин. Запишіть цей рядок формул з урахуванням інтервалів. Випишіть окремо формули простих речовин і назвіть їх. (12 балів)
- Ферум утворює три оксиди, у яких: А) на один атом Феруму припадає один атом Оксигену; Б) на два атоми Феруму припадає три атоми Оксигену; В) на три атоми Феруму припадає чотири атоми Оксигену. Складіть формули оксидів А, Б, В. Дайте назви оксидам А, Б. У якому оксиді А, Б чи В вміст Феруму найбільший? Відповідь обгрунтуйте розрахунками. (12 балів)
- Маса атома елемента Х становить 5,312·10-26 кг, а Карбону – 1,99∙10-26 кг. Визначте елемент Х, відповідь підтвердьте розрахунками. Як називається проста речовина утворена хімічним елементом Х? Складіть формули бінарних хімічних сполук, у яких елемент Х має валентність ІІ, IV, VI.
(12 балів)
8 клас
На малюнку зображено порції речовин кількістю 1 моль: а) вода; б) сульфатна кислота; в) купрум(ІІ) сульфат; г) цукор (С12Н22О11).
Дайте відповіді на запитання:
А) Чому дорівнює число структурних одиниць у кожній порції речовини?
Б) Чому дорівнюють маси речовин, зображених на малюнку?
В) Чому відносна молекулярна маса та молярна маса однієї й тієї ж речовини мають однакові числові значення?
(12 балів)
2. У лабораторії в склянках без етикеток знаходяться п’ять солетворних оксидів елементів А, Б, С, Д, Е. Валентність хімічних елементів у цих оксидах максимальна. Елементи А, Б, С, Д, Е розташовані у двох малих періодах Періодичної системи Д.І. Менделєєва. Елементи А, Б, С знаходяться в сусідніх групах одного періоду, елемент С – в одній групі з елементом Е, елемент Д – в одній групі з елементом Б. Елементи А і Б виявляють у сполуках постійну валентність. Великі, прозорі кристали оксиду елемента А використовуються як дорогоцінне каміння. Чотири оксиди за нормальних умов − тверді речовини, оксид елемента Е – газ.
- Напишіть назви елементів А, Б, С, Д, Е.
- Складіть брутто-формули і структурні формули вищих оксидів елементів А, Б, С, Д, Е. Запишіть назви відповідних оксидів за українською хімічною номенклатурою.
- Запишіть 5 рівняннь можливих реакцій між цими оксидами.
− Які вищі оксиди хімічних елементів А, Б, С, Д, Е будуть реагувати з розчином хлоридної кислоти, а які з розчином натрій гідроксиду? Запишіть рівняння і зазначте умови перебігу відповідних хімічних реакцій.
(11 балів)
3. Під час проведення підводних робіт для дихання водолазів застосовується «гелієве повітря» – суміш кисню і гелію.
А) Обчисліть об’ємні та масові частки компонентів суміші (%). Відносна густина «гелієвого повітря» за воднем дорівнює 4,9.
Б) Обчисліть загальне число атомів, що містяться у порції «гелієвого повітря» кількістю речовини 0,25 моль.
(11 балів)
4. На початку ХІХ ст. натрій сульфат виробляли дією купоросної олії (концентрованої сульфатної кислоти) на кухонну сіль. Забруднення, обумовлені виробництвом, призводили до негативних наслідків: залізні інструменти швидко вкривалися іржею, рослинність гинула. Побічний отруйний газоподібний продукт реакції намагалися випускати в атмосферу за допомогою труб висотою до 300 м, але це не допомогло вирішити проблему. Згубна дія газу особливо відчувалася в сиру погоду.
А) Проаналізуйте, яким способом можна розв’язати проблему шкідливих викидів у атмосферу під час виробництва натрій сульфату.
Б) Запропонуйте ще 4 способи одержання натрій сульфату. Складіть рівняння відповідних реакцій.
В) Обчисліть маси вихідних речовин, потрібних для одержання натрій сульфату масою 71 кг за будь-яким із запропонованих вами способів.
(12 балів)
9 клас
- Відкриття речовини Х пов’язано з цікавою історією. В один з вечорів аптекар Куртуа, закриваючи аптеку, вирішив вигнати на вулицю кішку. Перелякана кішка стрибнула з полиці й випадково перекинула пляшку з концентрованою сульфатною кислотою. Пляшка впала та розбилася, кислота розлилася на попіл водоростей (попіл містить речовину калій йодид). Відразу ж над попелом з’явилася хмарка фіолетового диму.
А) Яку речовину відкрив аптекар Куртуа?
Б) Використовуючи метод електронного балансу, підберіть коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка сталася в аптеці. Укажіть окисник, відновник.
KI + H2SO4 (конц) → ... + H2S + K2SO4 + H2O.
Які ступені окиснення характерні для хімічного елемента, із атомів якого складається речовина Х?
В) Проаналізуйте залежність між хімічним зв’язком, будовою та фізичними властивостями речовини Х?
(12 балів)
У скляний стакан приладу для дослідження електропровідності налили розчин, у якому міститься 0,25 моль сульфатної кислоти. У розчин занурили два електроди та підключили до джерела струму. Лампочка приладу яскраво спалахнула.
Який об’єм розчину з масовою часткою барій гідроксиду 20% (густина 1,156 г/мл) необхідно додати в скляний стакан для повної нейтралізації сульфатної кислоти?
Як зміниться яскравість світіння електричної лампочки після реакції нейтралізації сульфатної кислоти розчином барій гідроксиду? Підтвердьте свої міркування відповідними рівняннями реакцій в молекулярній, повній і скороченій іонній формі.
Як зміниться яскравість світіння електричної лампочки, якщо для нейтралізації сульфатної кислоти ми використаємо натрій гідроксид? Підтвердьте свої міркування відповідними рівняннями реакцій у молекулярній, повній і скороченій іонній формі.
(12 балів)
3. На терезах урівноважені хімічні склянки з 0,1 г металевого алюмінію в кожній. Як зміниться рівновага терезів, якщо в один стакан долити 10 г розчину з масовою часткою хлоридної кислоти 5%, а в інший − 10 г розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 5%.
(12 балів)
4. Кухонна сіль має здатність «злежуватися» – вбирати вологу з повітря та перетворюватися на кам’яну брилу. Для запобігання цьому явищу в сіль додають нетоксичні речовини, що здатні поглинати вологу. Такими речовинами є карбонат кальцію та карбонат двовалентного металу Y.
Для визначення кількості цих карбонатів сіль масою 60 г розчинили у воді, нерозчинний залишок масою 0,72 г виділили, висушили та прожарили. При цьому виділилося 0,1792 л газу (н.у.).
1. Напишіть формулу кухонної солі.
2. Визначте невідомий карбонат і масові частки карбонатів, якщо карбонати знаходяться в кухонній солі в мольному співвідношенні 3:5.
3. Ще однією добавкою до солі може бути речовина, до складу якої входить Кальцій (34,48%), Оксиген (41,58%) і невідомий елемент. Визначте формулу цієї речовини. (12 балів)
10 клас
1. У 1772 році Генрі Кавендіш провів такий дослід: він багаторазово пропускав повітря над розпеченим вугіллям, потім обробляв його натрій гідроксидом, у результаті утворився залишок, який Кавендіш назвав «задушливим повітрям».
А) Визначте, яку речовину Кавендіш назвав «задушливим повітрям».
Б) Напишіть рівняння всіх хімічних реакцій, описаних у завданні.
В) Зараз у лабораторії «задушливе повітря» отримують термічним розкладанням деякої солі. Запишіть рівняння хімічної реакції розкладу цієї солі, складіть електронний баланс, визначте окисник і відновник.
Г) Як отримують «задушливе повітря» у промисловості?
(12 балів)
2. Проаналізуйте можливість здійснення перетворень сполук Калію (для кожного перетворення має бути використана одна реакція):
А) калій сульфат → калій хлорид;
Б) калій хлорид → калій нітрат;
В) калій нітрат → калій хлорид→ калій сульфат
Г) калій сульфат → калій ортофосфат → калій гідроксид.
Укажіть причину, якщо перетворення не можливе, а якщо можливе, зазначте умови здійснення реакції. Напишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній та йонній формі (повна та скорочена). (12 балів)
3. Для спалювання простої речовини А масою 6,2 г витратили 5,6 л кисню, внаслідок реакції утворився оксид складу А4О10.
− За допомогою розрахунків визначте просту речовину А.
− Хімічний елемент із якого складається речовина А існує у вигляді декількох простих речовин. Назвіть ці речовини.
− Весь оксид, який утворився після спалювання речовини А, розчинили у 100 г води. До отриманого розчину додали розчин натрій гідроксиду масою 32 г з масовою часткою лугу 25% . У результаті реакції утворилась сіль. Визначте її склад і масову частку в розчині. (12 балів)
4. У колбі, що містить 100 мл розчину HNO3 з концентрацією 2 моль/л і густиною 1,07 г/см3, розчинили 20 г кристалогідрату натрій карбонату Na2CO3 ⋅10H2O. Визначте, які речовини знаходяться в розчині, що утворився, розрахуйте їх масову частку. (12 балів)
5. Мінерал гідрогаліт забарвлює полум’я в жовтий колір. При розчиненні 9,4 г цього мінералу в 100 мл води отримали розчин з масовою часткою розчиненої речовини 5,35%. Під час дії аргентум нітрату на цей розчин утворюється білий сирнистий осад. Визначте за допомогою розрахунків формулу мінералу.
(12 балів)
11 клас
1. Майже в будь-якій домашній аптечці є водний розчин гідроген пероксиду Н2О2. Гідроген пероксид як лікарський засіб найчастіше використовують у вигляді 3%-го водного розчину, який продається в аптеці. Також у медицині застосовується концентрований 30%-й розчин Н2О2 (пергідроль). У розбавлених водних розчинах гідроген пероксид є нестійкою сполукою, яка з часом розкладається.
А) Напишіть рівняння реакції розкладу гідроген пероксиду (водний розчин), складіть до нього електронний баланс. Укажіть окисник, відновник і тип окисно-відновної реакції.
Б) Який об’єм води потрібно додати до 5 мл 30%-го розчину Н2О2, щоб отримати 3% -й розчин? Вважайте густину розчинів рівною густині води.
(12 балів)
2. У 1854 р французький хімік Марселен Бертло відкрив новий спосіб отримання етилового спирту гідратацією етену. Ця реакція отримала ім'я вченого.
А) Визначте масу етанолу, який утвориться в результаті реакції Бертло, якщо об’єм етену дорівнює 11,2 л (н. у.), а практичний вихід продукту реакції складає 70%.
Б) До етилового спирту, масу якого Ви розрахували, додали 0,72 г води та шматочок натрію масою 1,15 г. Розрахуйте масові частки розчинених речовин у розчині етилового спирту.
(12 балів)
3. Внаслідок взаємодії алкену А з хлором отримали речовину Б, у якій масова частка Хлору дорівнює 55,9%.
− Визначте молекулярну формулу алкену, напишіть рівняння реакції його хлорування.
− Які ізомери можливі для алкену такого типу? Напишіть їхні структурні формули та назви.
− Крім алкенів, існує ще дві речовини такого ж складу, але вони не містять подвійних зв'язків. Напишіть їх структурні формули та назви
(12 балів)
4. Суміш міді, заліза та алюмінію масою 14,7 г обробили надлишком концентрованої нітратної кислоти. Маса сухого залишку який утворився в результаті реакції, склала 8,3 г. До сухого залишку прилили надлишок концентрованого розчину натрій гідроксиду. У результаті реакції маса сухого залишку зменшилася до 5,6 г.
Розрахуйте масові частки металів у суміші.
Запишіть рівняння хімічних реакцій, про які згадувалося в умові задачі.
(12 балів)
5. У пронумерованих склянках містяться такі розчини: барій хлорид, натрій хлорид, алюміній нітрат, калій карбонат, сульфатна кислота. Не використовуючи інших реактивів, визначте, розчини яких речовин знаходяться в кожній склянці. Запишіть молекулярні та йонні (повні, скорочені) рівняння відповідних хімічних реакцій.
(12 балів)