Автор Официальные задания и ответы заключительного этапа 2020-2021 МОШ по химии Московской олимпиады школьников 8, 9, 10, 11 класс.
Задания и ответы теоретического тура: задания | ответы
Задания и ответы практического тура: задания | ответы
Московская олимпиада школьников по химии 8-11 класс заключительный этап 2020-2021 задания и ответы:
Интересные задания и ответы с олимпиады:
1)Юный химик Вася решил отправить своей однокласснице Маше, живущей на последнем этаже Васиного многоквартирного дома, бумажное письмо, так как выходить в Интернет ему запретили родители. Вася рассчитал, что если он привяжет письмо к воздушному шарику, заполненному легким газом, можно сделать так, чтобы шарик, поднявшись вверх, зацепился за козырек над Машиным балконом, а Маша получила бы письмо Васи. Баллона с газом для надувания шариков у Васи дома не было. Однако, был рулон алюминиевой пищевой фольги толщиной 10 мкм и шириной 50 см, а также канистра с 20%-ной соляной кислотой, большая стеклянная бутылка, воздушный шарик с ниточкой массой 5 г и письмо массой 4 г. Для простоты считайте, что объем шарика с ниточкой и письмом отличается от объема газа в шарике пренебрежимо мало. Считайте, что фольга состоит из чистого алюминия плотностью 3 г/см3 (толщина оксидной плёнки, покрывающей фольгу, пренебрежимо мала) 1) Каким газом Вася собирался заполнять шарик, и на какую химическую реакцию он рассчитывал? Напишите уравнение реакции. 2) Оцените, какую минимальную длину листа фольги нужно отрезать Васе от имеющегося у него дома рулона, чтобы шарик с письмом полетел вверх? Какой объем (измеренный при нормальных условиях) при этом займет газ в шарике? Приведите расчеты и рассуждения. 3) Чем потенциально опасна затея Васи? Какой газ обычно используют для надувания легких шариков? Какое химическое свойство этого газа делает его безопаснее для использования, и чем оно обусловлено? 4) Приведите формулы еще двух газов, которые можно использовать в Васиных целях.
2)Две одинаковых колбы объемом 560 мл, закупоренные пробками из мягкой резины, заполнены при нормальных условиях сухими газами A и Б. С помощью шприца в каждую из колб ввели по 10 мл раствора лакмуса и встряхнули. В колбе A раствор лакмуса приобрел красную окраску, а в колбе Б — синюю. После этого закупоренные колбы с раствором лакмуса перевернули пробкой вниз, и в каждую из них с помощью еще одного шприца ввели по 150 мл воды, при этом в первые секунды поршень шприца двигался сам, а поступавшая в колбы вода в обоих случаях била вверх фонтаном. 1) Что представляют собой газы А и Б? 2) Почему вода из второго шприца била фонтаном в обеих колбах? Объясните природу этого явления. 3) Будет ли одинаковой масса растворов, находящихся в каждой из колб? Если нет, рассчитайте разницу масс этих растворов. 4) Что будет наблюдаться, если до добавления жидкостей открыть обе колбы и максимально приблизить друг к другу их горлышки? Почему? 5) Если в описанном эксперименте вводить вместо раствора лакмуса чистую воду, а потом, после завершения работы «фонтана», открыть обе колбы и смешать их содержимое, а затем жидкость выпарить, в чашке для выпаривания останутся бесцветные кристаллы. Что это за кристаллы и какова будет их масса, если пренебречь возможными потерями при выпаривании?
3)Гипотермический пакет «СНЕЖОК» используется в медицине как холодный компресс для оказания первой помощи и предназначен для местного охлаждения тканей организма при травмах, ушибах, перегревах, укусах насекомых, способствуя тем самым снижению воспалительной реакции в тканях и остановке кровотечения. В состав наиболее распространенного пакета входит 50 г нитрата аммония (NH4NO3) и 90 г воды, изначально разделенные перегородкой. При активации пакета (удалении перегородки) происходит растворение соли в воде, при этом поглощается огромное количество теплоты из окружающей среды – 25,6 кДж на каждый моль соли. 1) Рассчитайте, на сколько градусов охладится данный пакет, если теплоемкость полученного раствора соли принять равной теплоемкости воды (4,2 Дж/(г×°C))? 2) Возможно ли повторное использование пакета? Как можно его регенерировать? 3) Где еще применяется нитрат аммония? Назовите две области его применения 4) Кроме химических «хладопакетов» существуют также и химические «грелки», которые разогреваются при активации. Предложите два различных варианта конструкции таких грелок, кратко опишите принцип их действия.
4)Природный минерал А массой 41,4 г подвергли длительному обжигу в чистом кислороде. Полученный при этом бесцветный газ Б с резким запахом пропустили через избыток известковой воды. Выпавший при этом белый осадок В массой 54 г растворяется в соляной кислоте с выделением исходного количества газа Б. Твердый остаток, образовавшийся после обжига минерала А, длительное время нагревали в токе водорода. Полученная смесь твердых веществ массой 27 г частично растворяется в разбавленной соляной кислоте, при этом выделяется 5,04 л (н.у.) водорода и изначально образуется светло-зеленый раствор соли Г. Остаток после обработки кислотой имеет красноватый цвет, а его масса составляет 14,4 г. Определите формулу основного вещества минерала А. Определите вещества Б –Г, запишите уравнения всех описанных реакций.
5)Химический элемент А образует простое вещество – металл, кубик из которого с длиной ребра 5 см содержит 5,46*1024 атомов А. Плотность металла составляет 1,74 г/см3 . Химический элемент Б образует несколько простых веществ – неметаллов, среди которых наиболее известны В – прозрачные кристаллы очень высокой твердости и Г – черное твердое вещество слоистой структуры, обладающее электропроводимостью. При сжигании как В, так и Г образуется газ Д, плотность которого в 1,375 раз больше плотности кислорода. Элементы А и Б образуют несколько бинарных соединений друг с другом. Среди них – Е (массовая доля элемента А в котором – 50%) и Ж (мольная доля элемента Б в котором 60%). При взаимодействии этих бинарных веществ с водой выделяются газы З и И — летучие водородные соединения элемента Б, и в обоих случаях образуется белый осадок К, также получаемый при реакции металла А с кипящей водой. При 0°С и атмосферном давлении 5,6 л газа З имеет массу 6,5 г, а 5,6 л газа И – 10 г. Определите химические элементы А и Б, формулы веществ В – К, напишите уравнения реакций получения газов З и И.
6)Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых солей жёсткости). Различают временную (гидрокарбонатную) жесткость воды и постоянную жесткость воды. Временная жесткость обусловлена наличием в воде растворимых гидрокарбонатов кальция и магния, при кипячении воды эти растворимые гидрокарбонаты разлагаются, жесткость воды снижается, однако на стенках сосудов образуется нерастворимая в воде накипь. Постоянная жесткость обусловлена содержанием в воде других солей кальция и магния (хлоридов, нитратов, сульфатов и др.). Постоянная жесткость не снижается при кипячении, для ее устранения требуется обрабатывать воду специальными реагентами: например, известковой водой, технической содой или ортофосфатом натрия. По принятому в 2014 году ГОСТ жёсткость выражается в градусах жесткости (°Ж). 1 °Ж соответствует концентрации кальция или магния, численно равной 1/2 ммоль / л. а) Определите массу в (г) атомов кальция или атомов магния, которая содержится в 1 л воды жесткостью 1 °Ж, если жесткость обусловлена только одним типом атомов? б) В 500 мл воды растворили 0,81 г гидрокарбоната кальция и 0,95 г хлорида магния. Рассчитайте жесткость полученного раствора в градусах жесткости? в) Допустим, что временная жесткость воды создается только гидрокарбонатом кальция. Напишите уравнение реакции, соответствующей процессу уменьшению временной жесткости при кипячении воды. Каков состав накипи? Какая масса накипи может потенциально образоваться при 100 кипячениях чайника объемом 2 л, если временная жесткость воды в данной местности составляет 1,5 °Ж? Какой химический способ удаления накипи можно предложить? г) Напишите уравнения реакций, которые лежат в основе уменьшения постоянной жесткости воды (условно созданной только сульфатом магния) при помощи известковой воды (гидроксида кальция), технической соды (карбоната натрия), ортофосфата натрия. Какая масса 10% раствора ортофосфата натрия нужна для полного смягчения 1 м 3 воды жесткостью 9 °Ж?
7)В определенный период среди европейских алхимиков было принято зашифровывать результаты своих исследований, в том числе сопоставляя вещества с различными животными. В приведенном же ниже тексте вещества зашифрованы под видом людей, живущих в одной усадьбе. «…Мы шли с мистером Найтдримером, отличающимся энциклопедическими познаниями, в том числе о жителях строгой на вид усадьбы, которую содержали в идеальном порядке. Пока мы прогуливались вдоль ограды, я узнал, что мистер Найтдример помогал (в числе прочих) навести этот порядок, много общался с обитателями, и потому многое мог рассказать о них. От него я узнал, что в доме живут прелестные мисс Аурелия и мисс Кимберли, славящиеся своей красотой, за которую их любили все жители окрестных мест. Мисс Аурелия отличалась мягкостью и скромностью и была малообщительной, только гость из Франции мсье Амбре мог её разговорить, да ещё ей было комфортно с мистером Квиксильвером, рядом с которым она с удовольствием молчала. Мисс Кимберли же отличалась очень твердым характером. Мистер Лайт однажды очень бурно поспорил с мсье Амбре, страсти кипели, было страшновато подойти к ним. Но при этом мистер Лайт стеснялся миссис Уотер, ему как будто мешал какой-то барьер, когда они оставались наедине, но в присутствии мистера Квиксильвера они могли спокойно поговорить. Мистер Вред же отличался повышенной активностью, чем-то был похож на Амбре и, к сожалению, ломал почти все, что попадалось ему под руку, слишком он был энергичным. Однажды даже сломал медную ложку. В конце прогулки мистер Найтдример сообщил, что большинство из жителей усадьбы все-таки простые люди, чтобы раньше про них не говорили…». 1) Какие вещества зашифрованы в тексте? 2) Какие процессы с участием этих веществ упоминаются в тексте? Там, где это возможно, запишите необходимые уравнения реакций. 3) Что символизирует усадьба? 4) Какая настоящая фамилия у мистера Найтдримера?
8)Белые кристаллы чрезвычайно взрывоопасного вещества Х аккуратно перенесли в прочную капсулу и резко встряхнули. После этого капсулу вскрыли и обнаружили бесцветную газовую смесь, состоящую из простых веществ Y и Z и имеющую относительную плотность по водороду равную 35,8. При внесении тлеющей лучинки в полученную смесь, наблюдали её повторное возгорание. 1) Определите вещества Y и Z, если дополнительно известно, что молярная масса вещества Y больше молярной массы вещества Z. Рассчитайте состав вещества X. Напишите уравнение реакции разложения вещества Х. Вещество X получают контролируемым гидролизом фторида A1 (ω(F) = 46,53%), при этом в качестве промежуточных продуктов можно выделить оксофториды A2 (ω(F) = 34,08%) и A3 (ω(F) = 18,91%).
9)Неустойчивое вещество А красно-оранжевого цвета образуется при пропускании газа B через жидкое вещество C. При разложении 4,62 г А образуется 2,8 г удобрения D и 1,26 г воды, а также выделяется газ Е, других продуктов не образуется (реакция 1). Вещество D (массовые доли входящих в состав элементов относятся как 1 : 7 : 12) при дальнейшем нагревании разлагается на газ G и воду (реакция 2). Ещё про вещество D известно, что оно способно реагировать с раствором вещества J (реакция 3), при этом выделяется C в газообразном состоянии. Вещество J образуется вместе с Е при гидролизе (реакция 4) бинарного соединения H (массовая доля одного из элементов равна 55,17%), в состав веществ А и H входит одинаковый анион. Бинарное соединение H и газ Е образуются при взаимодействии В и твердого I (реакция 5), которое применяется для регенерации воздуха (реакция 6). Газы B, E, G бесцветны и поддерживают горение, наименьшей молекулярной массой среди них обладает E. X8 11 X7(насыщ.р-р) S X1 1 HNO3(конц.) 4 2 Cl2 X2 X3 3 H2O Ba3P2 X4 5 X5 6 C(изб.) ; t X6 7 H2O ; t H2S X7 8 9 10 NaOH(изб.) X1 X3(разб.) 1) Определите все упомянутые в задаче вещества. Приведите необходимые расчеты. 2) Напишите уравнения реакций, упоминаемых в задаче. 3)Каков цвет вещества H? Обоснуйте свой ответ.
10)Комплексное соединение А, состоящее из трех элементов, является одним из самых широко известных соединений элемента Х (массовая доля Х – 57,94%, массовая доля одного из двух оставшихся элементов – менее 1%). По химическим свойствам А является довольно сильной кислотой и сильным окислителем. Вещество А образует кристаллогидраты (массовая доля воды составляет 17,48% или 13,71%, при этом число молекул кристаллизационной воды в этих кристаллогидратах отличается на 1). 1) Определите вещество А и состав его кристаллогидратов. Все ответы подтвердите расчетами. 2) Напишите уравнение реакции получения А из простого вещества Х. 3) Взаимодействие А с различными соединениями приводит к получению комплексных соединений с новыми лигандами. Напишите одну из возможных реакций взаимодействия А с гидроксидом калия, если в результате получается соединение Б (массовая доля X – 54,8%). Все ответы подтвердите расчетами. 4) Взаимодействие А с тиоцианатом (роданидом) калия приводит к образованию неустойчивого комплексного соединения В, которое разлагается на газообразное (н. у.) молекулярное соединение симметричного строения Г и комплексное соединение Д (массовая доля X в комплексном ионе – 62,94%). Определите соединения В, Г, Д, а также напишите уравнения всех описанных реакций. Все ответы подтвердите расчетами. 5) При невысоких температурах соединение А разлагается до бинарного соединения Е, сохраняя степень окисления элемента Х. Напишите уравнение реакции и приведите структурную формулу соединения Е. 6) С помощью соединения Е можно получить минеральную краску пурпурного цвета. Для этого соединение Е восстанавливают хлоридом олова (II). Напишите уравнение реакции и укажите вещество, являющееся минеральной краской.
11)При растворении хлорида А (с молекулярной массой менее 200 и массовой долей металла 59,98%) в концентрированной HCl образуется раствор вещества Б с массовой долей хлора 56,71% (реакция 1). При пропускании через этот раствор газа В, полученного при дегидратации муравьиной кислоты пропусканием ее паров над оксидом фосфора (реакция 2), выпадает черный осадок металла Х, а также выделяется газ Г и HCl (реакция 3). При взаимодействии соли А с газом В при повышенном давлении можно получить неустойчивое вещество Д в виде лимонно-желтых кристаллов (реакция 4). При действии воды вещество Д быстро разлагается (реакция 5) по схеме: Д + 2H2O = 2X + 2Г + 4HCl. Газ В можно получить из газа Г реакцией с простым веществом Y (реакция 6). Расшифруйте вещества А–Д, Х и Y и напишите уравнения реакций 1–6, если известно, что металл Х широко применяется в органической химии как катализатор реакций гидрирования. Ответы подтвердите расчетами.
Смотрите также на нашем сайте:
Московская олимпиада школьников по химии 8-11 класс задания и ответы отборочного этапа 2020-2021