Автор Многопрофильная инженерная олимпиада «Звезда» по технологии материалов заключительный этап задания и ответы для 7, 8, 9, 10, 11 классов 2024-2025 учебный год. Данные задания прошлых лет вы можете использовать для подготовки к олимпиаде, которая пройдёт 24 января 2026 года у школьников.
Олимпиада звезда по технологии материалов 2024-2025
Tehnologii_materialov_zvezda_2024_2025Задания и ответы для 7-8 класса
Задача 1 (20 баллов) Искусственные сапфиры используют в электронике. Для этого выращивают кристаллы в форме стержня. Определите массу и количество в молях искусственного сапфира Al2O3 с примесью железа и титана (не учитывая примеси). Известно, что диаметр стержня составляет 5 мм, высота 30 мм, а его плотность в 3,93 раза больше, плотности воды. Объем цилиндра = hπd2 /4
Задача 2 (20 баллов) Современные технологии позволяют вырастить искусственный сапфир весом 300 кг. Рассчитайте массу самого большого искусственно выращенного сапфира в каратах, если его вес составил 300кг. Рассчитайте массу в граммах самого большого природного сапфира в мире, если известно, что его вес оставляет 61500 карат?
Задача 3 (20 баллов) При помощи электронного сканирующего микроскопа с приставкой энергодисперсионного анализа был получен элементный состав кристалла горного хрусталя. Так, элементный анализ показал содержание элементов, входящих в состав горного хрусталя: 46 % (Si) и 54 % (О). Проведите теоретический расчёт содержания элементов в горном хрустале, формула которого SiO2. Сравните полученные теоретические значения со значениями прибора. С чем может быть связана разница?
Задача 4 (20 баллов) Одним из величайших и красивейших в мире природных алмазов является алмаз «Шах», который хранится в алмазном фонде России. На полированной поверхности этого камня арабской вязью выгравированы имена его владельцев, начиная с 1591г. Однако, это кажется удивительно, как и чем древние мастера вырезали буквы на алмазе, если алмаз – самый твердый из всех камней на Земле? Предложите ваш вариант, как же и чем древние мастера наносили надписи на алмазе?
Задача 5 (20 баллов) Напишите, как можно отличить синтетический сапфир от природного в ювелирном изделии? Перечислите по три сходства и различия между синтетическим и природным камнем.
Комментарий к заданиям для проверяющих. При записи ответа допускается округление чисел до целого. При оценке решения задачи учитывается правильность хода решения. Задача 5. В решении приведен один из вариантов ответа (ответ может отличатся). Проверяющий оценивает логику рассуждений школьника. Правильность решения оценивается на усмотрение проверяющего.
Задания и ответы для 9-10 класса
1. Сера является нежелательным элементом в твердых горючих ископаемых, с увеличением ее содержания возрастает выброс оксидов серы в атмосферу при энергетическом использовании. Содержание серы в углях определяют различными методами. Один из таких методов — определение сульфатной серы. Метод основан на извлечении сульфатов из угля неорганической кислотой с последующим осаждением и гравиметрическим его определением. Действием слабой соляной кислоты на образец угля массой 3 г с последующим осаждением было получено 0,6 г сульфата бария. Рассчитайте массовую долю серы (в процентах) во взятом образце угля.
2. При взаимодействии 1 кг известняка, содержащего 95% карбоната кальция, с 25%-ной хлороводородной кислотой, образуется диоксид углерода. Запишите уравнение реакции. Рассчитайте объем полученного газа (н. у.) и объем использованной кислоты, если ее плотность при 20 °С равна 1124 г/л.
3. Известно, что некоторое количество металла, эквивалентная масса которого равна 28 г/моль, вытесняет из кислоты 1,1 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определите массу металла.
4. Электролиз растворов – сложный процесс, так как кроме ионов металла и кислотного остатка в растворе присутствуют молекулы воды и ионы Н+ и OH- , которые могут участвовать в окислительно-восстановительном процессе при прохождении электрического тока. Определите силу тока при электролизе раствора в течение 20 минут 40 секунд и положение металла в электрохимическом ряду напряжений, если известно, что на катоде выделилось 2,8 л водорода при нормальных условиях? В ответе укажите размерность (единицы измерения), проведите проверку размерности. Для решения задачи используйте формулу I = m*F/Meq *t (закон Фарадея), где F – число Фарадея 96500 Кл/моль.
5. Коррозия – это разрушение металлов в результате химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Химическая коррозия – это разрушение металла в результате протекания окислительно-восстановительных реакций без возникновения электрического тока. Электрохимическая коррозия протекает в среде электролитов (морская, речная вода, влажный грунт, воздух, туман и т.п.). Современные технологии направлены на защиту металлов от электрохимической коррозии. Приведите различные способы защиты металлов от электрохимической коррозии. Приведите схему защиты железного материала от коррозии.
Задания и ответы для 11 класса
1. Определите энергию плавления железа массой 2000г, доведенного до своей температуры плавления? Определите во сколько раз плавление железа требует больше энергии, чем плавление той же массы серебра, стали и золота нагретых до своей температуры плавления? Значения удельной теплоты плавления: λ(железа) = 27 *104 Дж/кг, λ(серебра) = 0,87 *105 Дж/кг, λ(стали) = 0,84 *105 Дж/кг, λ(золота) = 0,67 *105 Дж/кг
2. Химические вещества применяют в технологических процессах разного назначения. Так промышленные газы создаются путем принудительной реакции химических веществ. При взаимодействии двух веществ А и B, находящихся в газообразном состоянии образуется новое газообразное вещество С: А(г) + 2В(г) = С(г). Известно, что сА = 0,6 моль/л, сВ = 0,5 моль/л, k = 0,2 л2 /моль2 . Рассчитайте начальную скорость реакции при температуре 100о С. Рассчитайте скорость реакции при увеличении концентрации В на 0,2 моль/л? Во сколько раз изменится скорость реакции при повышении температуры на 30о С (температурный коэффициент γ = 2)?
3. Ванадий получают восстановлением оксида ванадия (V) металлическим кальцием. Запишите уравнение реакции. Какую массу металла можно получить при восстановлении концентрата массой 400г, массовая доля V2O5 в котором равна 85%? Какую массу технического кальция надо взять для восстановления, если технический кальций содержит примесь оксида кальция? Массовая доля СaO в техническом металле составляет 5%.
4. Избытком холодной концентрированной серной кислоты подействовали на смесь железа, алюминия и меди. Часть смеси растворилась и выделилось 11,2 л газа (н.у.). Оставшуюся смесь обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выделилось 6,72 л газа и осталось 6 г не растворившегося остатка. Определите массу и состав исходной смеси металлов.
5. Химические процессы в промышленности часто связаны с применением катализаторов. Для замены или регенерации катализаторы приходится перемещать из одного аппарата в другой. Перемещение катализатора должно идти без остановки основного процесса. Для движения катализатора разработаны специальные системы пневмотранспорта, где катализатор движется под действием потока газа. Предложите свой способ перемещения гранулированного катализатора без остановки основного процесса из без применения пневмотранспорта? Изобразите схематично установку.
Смотрите олимпиада звезда 2025-2026
Отборочный этап 2025 многопрофильная олимпиада Звезда задания и ответы 6-11 класс