9 класс

Задача 1. Для полного хлорирования смеси железных и магниевых опилок массой 1.60 г  израсходовано 1.12 л хлора (н.у.). Какой объем водорода (н.у.) выделится при обработке такой же смеси избытком соляной кислоты?

Задача 2. При прокаливании до постоянной массы смеси гидрокарбонатов натрия и калия масса смеси уменьшилась на 34%. Вычислить массовые доли компонентов в исходной смеси.

Задача 3. В пяти пронумерованных склянках содержатся растворы следующих веществ: хлорида натрия, соляной кислоты, карбоната натрия, хлорида бария, сульфата натрия. Не используя других реактивов, определите, в какой склянке находится раствор какого вещества. Напишите ионные уравнения реакций.

Задача 4. В химической лаборатории ученик обработал твердое сложное вещество А соляной кислотой. При этом образуется газ Б со специфическим запахом. При поджигании газа Б на воздухе образуется новый бесцветный газ В с характерным запахом. Газ В растворили в воде и пропустили через этот раствор газ Б, при этом образуется простое вещество Г желтого цвета. Если смешать вещество Г с металлом Д, который содержится в эритроцитах, и нагреть смесь, то получается исходное вещество А. Что  представляют собой вещества А, Б, В, Г. Определите их формулы и названия. Напишите уравнения происходящих реакций.

Задача 5. При сильном нагревании смеси двух бесцветных газов (по 2.24 л каждого) образовалось 4.48 л газообразного продукта, быстро окисляющегося на воздухе в бурый газ. При растворении полученного бурого газа в воде в присутствии кислорода образовалось 100 г раствора кислоты. Какая кислота образовалась и какова ее массовая доля в растворе? (Все объемы газов даны при н.у.).

10 класс

Задача 1. Оксид меди (11) массой 20 г обработали эквивалентной массой горячего 25%-ного раствора серной кислоты. Определите массу медного купороса, которая выпала в осадок при охлаждении полученного раствора до 0⁰ С . Растворимость сульфата меди (11) при 0⁰С равна 148 г/л.

Задача 2. При прокаливании гидроксида А неизвестного металла  в вакууме был получен твердый остаток бинарного соединения Б, содержащего 27.6% кислорода по массе, и газовая смесь с плотностью по водороду 6.3. Рассчитайте состав газовой смеси в объемных и массовых процентах. Определите формулы для соединений А и Б. Напишите протекающие реакции.

Задача 3. Смесь бутена-2 и водорода с плотностью по гелию 3.2 пропустили над никелевым катализатором, после чего плотность газовой смеси по гелию составила 3.55. Рассчитайте выход продукта реакции.

Задача 4. Вычислите теплоту гидратообразования гексагидрата хлорида кальция, если известно, что при растворении 1 моль безводного хлорида кальция выделяется 72.7 кДж теплоты,  а при растворении 1 моль гексагидрата хлорида кальция поглощается 18.0 кДж теплоты.

Задача 5. Сульфит натрия, необходимый для реакции в сернокислой среде с 5.88г соли,  в состав которой входят 26.53% калия, 35.37% хрома и 38,10% кислорода, был получен пропусканием диоксида серы в 16%-ный раствор гидроксида  натрия (плотность раствора 1.2 г/л). Определите объем раствора гидроксида натрия.  

11 класс

Задача 1. Смесь гидрохлорида метиламина и хлорида аммония обработали водным раствором гидроксида натрия и нагрели. Выделившиеся при этом газы сожгли в избытке кислорода и образовавшиеся газообразные продукты пропустили через избыток известковой воды. При этом получили 1.0г осадка. Такое же количество исходной смеси растворили в воде и обработали избытком раствора нитрата серебра. По этой реакции получили 4.3г осадка. Определите массовые доли компонентов в исходной смеси.

Задача 2. Для установления формулы кристаллогидрата двойного сульфата и аммония железа 19.28г этого вещества растворили в воде и к раствору добавили избыток щелочи. При этом выделилось 0.896 л газа (н.у.) и выпал бурый осадок, после прокаливания которого масса твердого остатка равна 3.2г. Определите формулу исходного соединения.

Задача 3. С указанием условий проведения напишите уравнения реакций, соответствующие следующей последовательности превращений:

С₇Н₁₄  ----  С₇Н₈ ----  С₇Н₅КО₂ ---  С₇Н₆О₂ ---- С₇Н₅NO₄ ----C₇Н₈N₂ O ₄

Задача 4. В состоянии равновесия в системе  А + В = 2С установились следующие концентрации: | А|=0.4 моль/л,  |В|=0.2 моль/л, |С|=0.4 моль/л. Определите новые равновесные концентрации для всех веществ, если в систему дополнительно введено 0.3 моль/л вещества В.

Задача 5. Электролиз водного раствора сульфата меди (11) объемом 200 мл с массовой долей соли 6%  плотностью 1.02 г/мл проводили до тех пор, пока  масса раствора не уменьшилась на 5г. Определите массовые доли веществ в оставшемся растворе и массы продуктов, выделившихся на электродах.

Решения заданий и пояснения

9 класс

Задача 1. Уравнения химических реакций:

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃ (1),                     Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂     (3)        4 балла.

Mg + Cl₂ = MgCl₂   (2)                      Mg + 2HCl = MgCl₂  + H₂ (4)

n(Cl₂) = 1.12/22.4 = 0.05 (моль). Пусть n(Mg) = x (моль),  m(Mg) =24x (г),  n(Fe)=2(0.05-x)/3 (моль),  m(Fe)=2*56(0.05-x)/3(г). Зная массу смеси, вычисляем  x=0.02 моль, y=0.02 моль. По уравнениям 3-4:  n(H₂) = 0.04моль, V(H₂)= 0.896 л.

За расчеты количества веществ в исходной смеси 4 балла, за расчет объема водорода 2 балла.  Итого за задачу 10 баллов.

Задача 2. Пусть масса исходной смеси 100г, тогда масса продуктов реакции равна 66г. Уравнения химических реакций:

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂ +  H₂O

2KHCO₃ = K₂CO₃ + CO₂  +  H₂O. Учитывая стехиометрию реакций, масса гидрокарбоната натрия и массовая доля его в смеси равна 51.8%, Массовая доля гидрокарбоната калия равна 48.2%.

За уравнения реакций 3 балла, за расчеты – 3балла, итого  за задачу 6 баллов.

Задача 3.  В первой пробирке – хлорид натрия, во второй – соляная кислота, в третьей – карбонат натрия,  в 4-ой пробирке хлорид бария, в 5-ой – сульфат натрия.

За каждое правильно определенное вещество по 1 баллу.

Задача 4. Простое вещество желтого цвета – сера, металл – железо. По условиям задачи необходимы 5 реакций. За каждую реакцию по 1 баллу, итого 5 баллов.

Задача 5. Два исходных газа – азот и кислород. По условиям задачи необходимы 3 реакции:    N₂ + O₂ = 2NO

                                            2NO + O₂ = 2NO₂

                                     4NO₂  + O₂  + H₂O = 4HNO₃

V(NO₂) = 4.48л, m(HNO₃)=12.6г, массовая доля азотной кислоты равна 12.6%.

За уравнения реакций 3 балла, за расчеты 3 балла, итого 6 баллов.

10 класс

Задача 1. Уравнение реакции: CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O.

n(CuO)=n(H₂SO₄)=n(CuSO₄) = 0.25моль, масса полученной соли 40г, масса исходного раствора серной кислоты 98г, масса реакционной смеси после реакции  (20 + 98) = 118г. Пусть образуется x г осадка, тогда масса охлажденного раствора (118-x)г, масса соли в холодном растворе (40-16x/25)г. Учитывая растворимость сульфата меди, x=48.5г.

За уравнение реакции  2 балла, за расчеты – 6 баллов, итого 8 баллов.

Задача 2. Средняя молекулярная масса газовой смеси М(ср) = 12.6, что меньше молекулярной массы воды, следовательно газовая смесь содержит легкий газ – водород. Пусть объемная доля воды равна x, водорода  - (1-x), тогда:

18x + 2(1-x)=12.6, отсюда x=0.67, в смеси 67% воды по объему, 33% водорода.

Уравнение реакции в общем виде: Э(ОН)_x = ЭO_y +(x-y)H₂O +(y-x/2)H₂,

Учитывая состав газовой смеси: (x-y)/y-x/2)=w(H₂O)/w(H₂)=0.67/0.33=2, y=2x/3.

Известно содержание кислорода в составе оксида: w(O)=16*(2x/3)/16*(2x/3)+M(Э) = 0276, тогда M(Э) =28x, при x=2, M(Э)=56,что соответствует железу. Тогда А= Fe(OH)₂  , Б = Fe₃O₄

За расчет объемной доли газовой смеси – 4 балла, за определение железа 4 балла, итого  -8 баллов.

Задача 3. Молярная масса исходной газовой смеси: М(смесь)=3.2*4=12.8 г/моль. Пусть имеется 1 моль исходной смеси, n(бутен)=x,  n(H₂)=1-x. Тогда 56x+2(1-x)=54+x=12.8, x=0.2моль, n(H₂)=0.8 моль. Уравнение реакции:

C₄H₈ + H₂ = C₄H₁₀. В реакцию вступило y моль бутена, столько получилось бутана, осталось (0.8-y) водорода. Общее число моль газов после реакции:

n(газов)=(1-y) моль. Средняя молекулярная масса смеси после реакции равна 14.2 г/моль. Тогда: {(0.2-y)*56+ (0/8-y)2 +58y}/ (1-y)=14.2, отсюда y=0.1, что является практическим выходом бутана. Теоретический выход 0.2 моль, выход бутана 50%.

За расчет состава исходной газовой смеси 4 балла, за расчет практического выхода 6 баллов, итого за задачу 10 баллов.

Задача 4. Согласно закону Гесса теплоту гидратобразования можно вычислить по разности теплоты  растворения безводной соли и кристаллогидрата. По условиям задачи: Q= 72.7- (-18) = 90.7 кДж.

За расчет искомого теплового эффекта 4 балла.

Задача 5. Определяем состав соли  K₂ Cr₂O₇  , n(соли) = 0.02 моль.

Уравнения реакций:  

3Na₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ +4H₂SO₄ = 3Na₂SO₄ +K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 4H₂0,

2NaOH + SO₂ = Na₂SO₃ + H₂O.

n(NaOH)= 6n(соли) =0.12моль,  m(NaOH)=4.8г,  m(р-ра) = 30г, V(р-ра)=25мл.

За уравнения реакций 3 балла, за количественные расчеты – 7 баллов, итого 10 баллов.

11 класс

Задача 1. Уравнения реакций:

NH₄Cl + NaOH = NH₃↑ +NaCl +H₂O                                                      (1)

CH₃NH₃Cl +NaOH  = CH₃NH₂↑ + NaCl + H₂O                                      (2)

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O                                                                       (3)

4CH₃NH₂  + 9O₂ = 4CO₂ + 2N₂ + 10H₂O                                                 (4)

Ca(OH)₂  + CO₂ = CaCO₃↓+H₂O                                                              (5)

NH₄Cl + AgNO₃ = AgCl↓ + NH₄NO₃                                                       (6)

CH₃NH₂HCl + AgNO₃   =AgCl↓ + CH₃NH₂*HNO₃                                 (7)

Расчеты по уравнениям реакций позволяют вычислить: w(NH₄Cl)=0.61.

Задача 2. Бурый осадок – гидроксид железа(111). Уравнения реакций:

FeNH₄(SO₄)₂*xH₂O +4KOH = Fe(OH)₃ +NH₃ +K₂SO₄+(x+1)H₂O,

2Fe(OH)₃  = Fe₂O₃  + 3H₂O.

Количество веществ: n(Fe₂O₃) =0.02моль,   n(Fe³⁺) =0.04моль,   n(NH₃)= 0.04моль,   n(NH⁺₄)=0.04моль. Тогда n(крист.гидрат)= 0.04 моль, М(крист.гидрат)= 482г/моль, поэтому x=12.

За уравнения реакций 3 балла, за расчеты – 5 баллов, итого 8 баллов.

Задача 3. 1 – метилц-гексан,  2- толуол, 3 – бензоат калия, 4 – бензойная кислота,  5 – м-нитробензойная кислота,  6 – аммониевая соль м-нитробензойной кислоты.

За каждую реакцию по 1.5 балла, итого 7.5 балла.

Задача 4. Вычисляем константу равновесия: К=2. Для нового состояния равновесия: пусть убыло x моль исходных веществ, образовалось 2x моль продукта реакции. Зная К=2, вычисляем x=0.07. Тогда [А]=0.03 моль/л,  [В]=0.43,   [С] = 0.54 моль/л.

За расчет константы равновесия 2 балла, за расчет равновесных концентраций 6 баллов, итого 8 баллов.

Задача 5. Уравнение электролиза:

2CuSO₄ + 2H₂O = 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄ . Расчеты показывают, что не вся соль разложилась, в растворе имеются серная кислота и сульфат меди, w(кислоты)= 3.08%, w(соли)= 1.13%, m(Cu)=4г, m(O₂)=1г.

За уравнение электролиза 2 балла, за расчеты по массовым долям электролитов -3балла, за расчет массы продуктов на электродах – 3 балла, итого 8 баллов.