Задания III этапа Всероссийской олимпиады школьников 2010 по химии.9 класс

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР
ДЕВЯТЫЙ КЛАСС
Задача 9-1.
Соль А, используемая в качестве средства для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта, представляет собой, белый кристаллический порошок не растворимый в воде и кислотах. Помещённая в кварцевую трубку и нагретая до 1000 ⁰С в токе водорода, соль А превращается в соль В, взаимодействие которой с водой приводит к выделению неприятно пахнущего вещества С и образованию в растворе двух соединений D и E. При длительном стоянии на воздухе этот раствор мутнеет вследствие выпадения в осадок соли F. При нагревании выше 1450 ⁰С соль F разлагается с выделением бесцветного газа G не имеющего запаха и образованием белого твёрдого вещества К, которое под действием воды превращается в соединение Е. В реакции F с соляной кислотой образуется раствор соли Н и выделяется газ G. Соль Н токсична при приёме внутрь, однако широко используется в аналитической химии как реагент для качественного определения одного из анионов. Доказательством наличия последнего в растворе является образование осадка соли А.
Вопросы.
1. Установите формулу неизвестной соли и других зашифрованных соединений.
2. Напишите уравнения всех реакций, упомянутых в условии задачи.
3. С какой целью соль А добавляют в детский конструктор LEGO и бумагу для банкнот?
4. Каким способом соединение А можно перевести в раствор?

Задача 9-2.
Чрезвычайно ядовитая соль калия X, используемая в золотодобывающей промышленности, реагирует с хлором на свету (реакция 1). При этом образуется ядовитый газ A (w(N) = 22,764 %) с отвратительным запахом. Этот газ может быть полностью поглощён раствором едкого натра (реакция 2). При осторожном упаривании полученного раствора образуется твёрдый остаток, состоящий из двух солей B и С и содержащий 11,336 % азота по массе. Соль B – бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Эти кристаллы широко распространены в природе в виде минерала M в соляных отложениях некоторых озёр (минерал М и соль B имеют одинаковый качественный и количественный состав). Соль С является кислородосодержащей, а при её термолизе (700 ⁰C) образуется смесь твёрдых солей E (подобна соли Х) и D, а также смесь двух газов G и F (реакция 3). Известно, что оба газа легче воздуха и не поддерживают горение.
Вопросы.
1. Определите соль Х и соединения A–G. Ответ подтвердите расчётами.
2. Напишите уравнения проведенных реакций (1–3).
3. Предположите, каким образом соль Х может быть использована в золотодобывающей промышленности. Напишите уравнение реакции.
4. Предложите ещё 2 реагента, переводящие золото в раствор. Напишите уравнения реакций.
5. Какие степени окисления наиболее характерны для золота? Укажите примеры трех соединений для каждой положительной степени окисления.
6. Приведите название минерала М.


Задача 9-3.
Для защиты плодово-ягодных культур от болезней в садоводческой практике широко применяется так называемая бордоская жидкость. Опрыскивание данным препаратом помогает, например, при плодовой и серой гнили. В качестве исходных веществ для приготовления бордоской жидкости используются А и В. В руководстве по садоводству приведена следующая методика (для удобства количества реагентов изменены): «В одной небольшой деревянной или глиняной посуде растворяют в горячей воде 10,0 г А и доливают до 500 мл. В другой разводят 3,0 г В и также доливают до 500 мл воды. Раствор В процеживают через редкую ткань в другую посуду. Затем в раствор В медленной струёй подливают раствор А и размешивают.» По данной методике получается жидкость ярко-голубой окраски. Эквимолярное соотношение реагентов должно выполняться с достаточной степенью точности, т. к. избыток А может дать ожоги на листьях. Из-за этой причины его содержание необходимо контролировать с помощью какого-либо нержавого металлического предмета (гвоздя, ножа и т. п.).
Центрифугированием полученной жидкости выделяют осадок, частично растворимый в разбавленных кислотах (даже в уксусной) без газовыделения и прокаливают его для удаления влаги. Масса полученного остатка тёмно-серого цвета составила 8,7 г. Дополнительно известно, что прозрачный раствор, оставшийся после отделения осадка, обладает очень низкой удельной электропроводностью.
Вопросы.
1. Определите неизвестные вещества А и В. Подтвердите ваше предположение о составе бордоской жидкости расчетом.
2. Напишите уравнения реакций, протекающих при получении бордоской жидкости и прокаливании осадка.
3. Что происходит с железным гвоздём при опускании в бордоскую жидкость, содержащую избыток А? Напишите уравнение реакции.
4. Напишите схему регенерации А и В из бордоской жидкости в три-четыре стадии. Большее число стадий оценивается меньшим числом баллов.

Задача 9-4.
Бесцветная жидкость (Tпл = –112 ⁰C, Tкип = 46 ⁰C) сгорает голубым пламенем в избытке кислорода, образуя смесь газов, плотность которой почти вдвое больше плотности воздуха. Полученная смесь полностью поглощается водным раствором щёлочи. При поглощении продуктов сгорания водным раствором пероксида водорода объём смеси уменьшается в три раза, причём оставшийся газ имеет плотность приблизительно в полтора раза больше плотности воздуха.
Вопросы.
1. Определите состав жидкости, предложите химическое название соединения.
2. Напишите уравнения реакций получения, горения жидкости, реакции поглощения продуктов горения раствором щелочи и пероксидом водорода.
3. Для аналогов элементов, входящих в состав жидкости, напишите формулы химических соединений, образованных элементами, находящимися ниже в соответствующих группах. Предскажите их свойства (в первую очередь агрегатное состояние). Приведите 2 примера.

Задача 9-5.
Оптимальное топливо
В вашем распоряжении имеются три вида топлива: газообразный водород под давлением 10 атм и при температуре 25 ⁰С (стоимость 25 у. е. за кубометр), газообразный метан при тех же условиях (стоимость 5 у. е. за кубометр) и уголь (стоимость 3 у. е. за килограмм), представляющий собой чистый графит.
Вопросы.
1. Запишите уравнения сгорания каждого из веществ и рассчитайте тепловой эффект.
2. Определите, какой из видов топлива даёт наибольшую энергию при сгорании:
а) на единицу объёма;
б) на единицу массы;
в) на одну у. е. стоимости.
Справочные данные.
а) Теплоты образования Q (кДж/моль):
CH₄ 74,8
CO₂ 393,5
H₂O(ж) 285,8
б) Плотность графита: 2,27 г/см^3.

Скачать:

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]