Задание 8-1
Относительная атомная масса является величиной безразмерной.
Шел 1817 год. У министра Веймарского герцогства, поэта и философа Иоганна Гете собрались за вечерним чаем его друзья и родственники. Среди них были Иоганн Дёберейнер, профессор химии, жена сына герцога Мария Павловна – сестра русского царя Александра I и другие влиятельные лица. Дёберейнер сказал, что если все известные химические элементы сгруппировать по сходству их свойств и расположить по три в ряд по возрастанию атомных масс, то обнаружится нечто удивительное. Мария Павловна заметила: “Бог троицу любит…”
Задание: 1. Сгруппируйте данные химические элементы по свойствам: литий, хлор, натрий, кальций, йод, бром, барий, калий, стронций (3 элемента в каждой группе) и расположите их в порядке возрастания их атомных масс. 2. Попробуйте отгадать, что же удивительного обнаружил Дёберейнер? (5 баллов)
Задание 8-2
Наука не знает, чем она обязана воображению. Ральф Уолдо Эмерсон
Придумывая химические названия, ученые порой принимали во внимание необычные свойства нового элемента. Какие элементы получили названия по цвету и запаху простых веществ или соединений? (За каждый приведенный пример элемента 1 балл)
Задание 8-3
Новые идеи надо поддерживать. Циолковский
Осуществите превращение: Оксид 1 → кислота → соль 1 → основание → соль 2 → соль 3.
Подберите вещества и запишите уравнения реакций. (5 баллов)
Задание 8-4
Случайные открытия делают только подготовленные умы. Блез Паскаль
Какие животные помогли ученым-химикам в открытии химических элементов или спасли им жизнь? (За каждый приведенный пример 2 балла)
Задание 8-5
Нас ждут бездны открытий и мудрости. Циолковский
В четырех пробирках содержатся бесцветные растворы карбоната натрия, фосфата натрия, силиката натрия и нитрата серебра. Как с помощью одного реактива определить каждое вещество? (7 баллов)
Задание 8-6
Надо много учиться, чтобы знать хоть немного. Монтескьё
Химический элемент IV группы Периодической системы, при взаимодействии с кислородом образует бесцветный газ, который выделяется при растворении шипучих таблеток в воде, при растворении в растворе щелочи образует среднюю и кислую соль.
Задание: 1. Определите химический элемент. 2. О каких соединениях этого элемента идет речь?3. Составьте уравнения реакций получения этих соединений. (7 баллов)
Решение заданий заочного тура олимпиады для 8 класса с системой оценивания
Задание 8-1
Данные элементы сгруппированы в 3 группы: Литий, натрий, калий, Хлор, йод, бром; Кальций, барий, стронций. При расположении данных элементов по возрастанию атомных масс Дёберейнер установил, что в “триаде”, атомная масса второго элемента оказывается примерно равной средне-арифметическому значению от атомных масс первого и третьего элементов
Задание 8-2
За каждый приведенный пример элемента: Бром – “бромос” - зловонный, рубидий – окрашивает спектр в красный цвет, сера – “сира” светло-желтый цвет и др.
Задание 8-3
Цепочка имеет множество решений. За каждое уравнение, соответствующее условию. 1 балл
Возможный вариант решения: Оксид серы(VI) → серная кислота → сульфат меди(II) → гидроксид меди (II) → хлорид меди (II) → хлорид серебра.
Задание 8-4
Речь идет о Куртуа, открывшего новый химический элемент йод. У него был любимый кот, который во время обеда сидел обычно на плече своего хозяина. В один из дней кот чего-то испугался, прыгнул на пол, но попал на бутылки, которые Куртуа приготовил для опытов. В одной из них находилась суспензия золы водорослей в спирте, а в другой концентрированная серная кислота. Бутылки разбились, и жидкости смешались. С пола стали подниматься клубы сине-фиолетового пара, которые оседали на предметах в виде черных кристалликов. Это был йод.
За каждый найденный эпизод … 2 балла
Задание 8-5
Данным реактивом является соляная кислота. Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O выделяется бесцветный газ Na3PO4 + HCl → ничего не наблюдаем
Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3↓ + 2NaCl наблюдаем выпадение бесцветного желеобразного осадка
AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3 наблюдаем выпадение белого осадка
Задание 8-6
1. Химический элемент – углерод 2. Углекислый газ СО2, карбонат натрия Na2CO3, гидрокарбонат натрия NaНCO3 3. С +О2 →СО2 СО2 + NaOH → NaНCO3 СО2 +2 NaOH → Na2CO3 + H2O
Комплект задач для очного тура школьного этапа олимпиады для 8 класса
Задача 8-1
Кто ищет – тот всегда найдет!
В начале ХХ столетия геологи зашифровали на картах места открытия руд ценных металлов при помощи координат химических элементов в Периодической системе. Арабской цифрой указывали номер периода, а римской – номер группы. Кроме того, в записях были еще буквы русского алфавита – А и Б. На одной из старых картах карт нашли обозначения: 4VIБ, 4VIIIБ2, 6IБ, 6IIБ. Задание: Расшифруйте записи геологов. (2 балла)
Задача 8-2
Светлое тело, которое ковать можно. М.В.Ломоносов
Один из химических элементов был выделен еще в XVI в. немецким химиком и металлургом Георгиусом Агриколой. В “Алхимическом словаре” Руланда (1612) он отнесен к металлам и назван “легчайшим, бледнейшим и дешевейшим свинцом”. В России его называли то “нимфой”, то “глаурой”. Происхождение современного названия тоже покрыто тайной. Одни считают, что оно происходит от арабских слов “би исмид” - похожий на сурьму. Другие предполагают, что название элемента древнегерманского происхождения и означает “белый металл”. Третьи утверждают, что название произошло от двух немецких слов – “визе” (луг) и “мутен” (рудник), поскольку в немецкой Саксонии элемент издавна добывают в рудниках, расположенных среди лугов округа Шнееберг. Задание: Что это за элемент? Опишите его положение в Периодической системе.Определите состав высшего оксида данного элемента.
Задача 8-3
Точное логическое определение понятий –условие истинного знания. Сократ
Предложите различные варианты классификации данных неорганических веществ:
CO2, NO, NO2, Na2O, Al2O3, SiO2, P2O5, Cr2O3, CuO, ZnO
Задача 8-4
Хорошая идея состоит из большого количества маленьких идей. Томас Эдисон
Предложите несколько вариантов (не более трех) решения цепочки реакций А→ Б → В и составьте уравнения реакций к данной схеме. Вещества А, Б, В – сложные неорганические соединения, относящиеся к разным классам соединений. (6 баллов)
Задача 8-5
Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших
основой для ее построения. Вернадский
Расшифруйте данную цепочку реакций, составьте к ней уравнения реакций (все вещества в цепочке содержат атомы железа): 56 → 127 → 90 → 72 → 56 (11 баллов)
Задача 8-6
Все соли состоят из какой-либо кислоты и
какой-либо щелочи… Немецкий химик и аптекарь О.Тахений
Приведите примеры солей, в реакциях которых с кислотами и со щелочами выделяются газообразные продукты. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 8-7
Что и требовалось доказать. Евклид
В бутылке, цилиндре, колбе, банке находятся магний, гидроксид бария, сульфат меди (II), серная кислота. Магний и сульфат меди (II) не в бутылке, сосуд с гидроскидом бария стоит между колбой и сосудом с серной кислотой. В банке не гидроксид бария и не вещество, имеющее блеск. Цилиндр стоит около сосуда с веществом голубого цвета.
Задание: Узнайте содержимое каждого сосуда.Составьте уравнения реакций, протекающих при попарном смешивании содержимого этих сосудов. (14 баллов)
Решение заданий очного тура школьного этапа олимпиады для 8 класса
Задача 8-1
Координаты 4VIБ в Периодической системе означают 4-й период и VIБ – группу, элемент хром
4VIIIБ2 – 4-й период, VIIIБ2 - группу, элемент никель 6IБ – 6-й период, IБ – группа, элемент – золото 6IIБ – 6-й период, IIБ – группа, элемент ртуть. Всего: 2 балла.
Задача 8-2
Элемент-путаник – это висмут, легкоплавкий металл красновато-белого цвета, последний по номеру элемент Периодической системы, не обладающий естественной радиоактивностью, порядковый номер 83, 6 период, V группа, главная подгруппа, состав высшего оксида Вi2О5
Задача 8-3
Все приведенные в условии задачи вещества являются оксидами, поэтому необходимо привести классификацию оксидов по различным признакам:
А) оксиды металлов и неметаллов Б) основные, кислотные, амфотерные, другие
В) солеобразующие, несолеобразующие Г) газообразные, твердые
Д) бесцветные, окрашенные
Задача 8-4
Варианты решения задания могут быть различными, например: CuCl2→Cu(OH)2→CuO (не более трех вариантов) 1) CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl 2) Cu(OH)2 → CuO + H2O
Задача 8-5
Так как все вещества в цепочке содержат атомы железа, а цепочка начинается с вещества 56, следовательно, в основе шифра лежат атомные и молекулярные массы веществ (Ar (Fe)=56).
Цепочка реакций выглядит так: Fe → FeCl2 → Fe(OH)2→ FeO → Fe
1) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ 2) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓+ 2NaCl
3) Fe(OH)2 → FeO + H2O 4) 2FeO + C→ 2Fe + CO2
Задача 8-6
Соли аммония: карбонаты, сульфиты, сульфиды и соответствующие кислые соли.
Например: NH4HCO3 + HCl → NH4Cl + CO2↑ + H2O NH4HCO3 + NaOH→ NH3↑ + H2O + NaHCO3
Задача 8-7
Цилиндр - Mg колба - CuSO4 бутылка - Ba(OH)2 банка - H2 SO4
Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu признаки реакции – раствор обесцвечивается, выделяется порошок розового цвета – медь Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 признаки реакции – выделяется газ без цвета CuSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + Cu(OH)2 ↓ признаки реакции – выпадение осадка
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O признаки реакции – выпадение осадка белого цвета
Комплект задач для очного тура олимпиады для 9 класса
Задача 9-1
Всё хорошо, что в меру. Гиппократ
Отрывок из повести Хаггарда “Жемчужина Нила”: “Она вынула из уха одну из тех огромных жемчужин … и …опустила жемчужину в уксус. Наступило молчание, потрясенные гости, замерев, наблюдали, как жемчужина медленно растворяется в крепком уксусе. Вот от нее не осталось и следа, и тогда Клеопатра подняла кубок, покрутила его, взбалтывая уксус, и выпила весь до последней капли”.
Задание: Объясните почему Клеопатра смогла выпить “крепкий уксус”, а также составьте уравнение реакции. (3 балла)
Задача 9-2
Вселенная — это разнообразие в единстве. Оноре де Бальзак
Бедному А совсем неудобно в своей квартире: сверху его грозиться сжечь Б, справа – отравить ядовитый Д, а живущий слева тихий Е иногда начинает буянить и совсем не ясно, что от него ждать – либо отравит, либо подожжет квартиру. Но когда Е успокаивается, то начинает светиться бледно-зеленым светом и всех радует. Задание: Определите, кто такие А, Б, Д, Е ?
Задача 9-3
Составьте уравнения реакций к цепочке реакций: Fe0 → Fe+2 → Fe+3 → Fe+2 → Fe0 → Fe+3
Задача 9-4
Опыт - это не то, что происходит с вами;
это то, что вы делаете с тем, что происходит с вами. Сэр Исаак Ньютон
Юный химик насыпал в первую колбу аммиачную, норвежскую и кальциевую селитры; во вторую колбу насыпал мел, а также чилийскую и аммиачную селитру; в третью колбу – натриевую и индийскую селитру, а также поташ. Задание: Сколько веществ окажется в смеси, образованной смешением содержимого: а) первой и второй колбы; б) всех трех колб?
Задача 9-5
Наука борется с суевериями,
как свет с потемками. Менделеев Д.И.
Однажды алхимик сказал своему господину, что может показать ему “шайтана”, принимающего образ жидкости, пожирающей золото. Алхимик показал хану, как рождается “шайтан”. Он поглотил газообразный красно-бурый оксид другим, жидким оксидом. При этом получилась сильная кислота и новый бесцветный газообразный оксид, который на воздухе снова превращался в бурый газ. Затем алхимик смешал полученную сильную кислоту с поваренной солью и бросил в смесь золотой перстень. Перстень стал покрываться пузырьками газа, а потом…исчез. Эмир приказал запечатать сосуд с дьявольской жидкостью в землю, а алхимика заключить в подземелье. Задание: Докажите, что алхимик не виновен, и найдите химический смысл его действиям. (7 баллов)
Задача 9-6
В каждой естественной науке заключено столько истины,
сколько в ней есть математики. Иммануил Кант
В 25 мл раствора 20%-ной соляной кислоты растворили 4,0 г сульфида железа (II), после выделения газа в раствор добавили 1,68 г железных опилок. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе. (8 баллов)
Задача 9-7
Знание — настолько ценная вещь,
что его не зазорно добывать из любого источника. Фома Аквинский
В доме лондонского ювелира исчез алмаз необычного голубого цвета. Срочно приглашенный в дом знаменитый сыщик Шерлок Холмс обратил внимание на баллон с хлором, отводная трубка от которого была погружена в колбу с раствором пероксида водорода. “Где хранился алмаз?” – спросил Холмс. “В маленьком алюминиевом футляре, который стоял вот здесь”, – ответил ювелир и показал на серую кучку пепла рядом с включенной горелкой. “Алмаза уже не вернуть”, – заметил Шерлок Холмс. Задание: Ювелир прислал нам схему места происшествия и попросил вас объяснить, что же все-таки случилось?
Решение заданий очного тура школьного этапа олимпиады для 9 класса
Задача 9-1
Состав жемчуга – СаСО3 , уксуса – СН3СООН СаСО3 +2 СН3СООН → (СН3СОО)2Са + СО2 + Н2О
Задача 9-2
Определены элементы А, Б, Д, Е: А – сера, Б – кислород, Д – хлор, Е - фосфор ……4 балла
Задача 9-3
Составлены уравнения реакций: 1. Fe +2HCl →FeCl2 + H2 2. 2 FeCl2 + Cl2 → 2 FeCl3
3. 2 FeCl3 + Fe → 2 FeCl2 4. 3 FeCl2 + 2 Al → 2AlCl3 + 3 Fe 5. 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Задача 9-4
Определены формулы названных веществ: аммиачная селитра – NH4NO3, норвежская селитра – Ca(NO3)2, кальциевая селитра - Ca(NO3)2, чилийская селитра - NаNO3, индийская селитра - КNO3, натриевая селитра - NаNO3, мел – СаСО3, поташ К2СО3
Задача 9-5
Определены вещества: красно-бурый газ – это диоксид азота, жидкий оксид – вода, при взаимодействии между собой дают азотную кислоту и монооксид азота, который легко окисляется на воздухе до NO2 При добавлении к азотной кислоте поваренной соли идет образование соляной кислоты, таким образом, получается смесь кислот (азотной и соляной) – “царская водка”, которая химически растворяет золото: Au + 4HCl + HNO3 → H[AuCl4] + NO↑ + 2 H2O
Задача 9-6
Составлены уравнения реакций: FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
n(HCl)=0,151 моль, n(FeS)=0,0455 моль, n(Fe)=0,03моль Определено вещество в избытке: HCl – 0,06 моль – в первой реакции, во второй реакции вещества прореагировали полностью
Вычислены количества образующихся веществ: n(FeCl2)=0,0455 моль, n(H2S)=0,0455 моль,
n(H2)=0,03моль Определена масса образовавшегося раствора: m(р-ра)= m(р-ра HCl) + m(FeS) + m(Fe) –m(H2S) – m(H2) = 27,5 + 4,0 + 1,68 – 1,55 – 0,06 = 31,57 г Определены массовые доли веществ в растворе: w(FeCl2) = 17,85%.
Задача 9-7
Составлены уравнения реакций: ювелир не закрыл кран баллона с хлором, начались реакции:
Cl2 + H2O2 → 2HClO HClO + H2O2→ O2 + HCl + H2O 4Al + 3O2 →2 Al2O3 C + O2 → CO2
Комплект задач для очного тура олимпиады для 10 класса
Задание 10-1
То, что мы знаем, - ограничено,
а то, чего мы не знаем - бесконечно. Апулей
Самки бабочки медведицы сигнализируют самцам с помощью пахучего вещества – аттрактанта. Это 2-метил-замещенный алкан. Его относительная молекулярная масса равна 254. Составьте структурную формулу данного алкана. (2 балла)
Задание 10-2
Хлорофилл (от греч. chlorós — зеленый и phýllon — лист),
зеленый пигмент растений, с помощью которого
они осуществляют
фотосинтез.
Хлорофилл является важным пигментом обусловливающим зеленый цвет листьев растений. При сжигании 89,2 мг хлорофилла в избытке кислорода получаются следующие вещества: 242 мг газа, которым обычно газируют напитки, 64, 8 мг жидкости, составляющей основу этих напитков, 5,60 мг газа, которого больше всего в земной атмосфере и 4,00 мг белого порошка, который является оксидом металла II А группы. Задание: Определите формулу хлорофилла, учитывая, что его молекула содержит только один атом металла.
Задание 10-3
Недостаточно только получить знания:
надо найти им приложение. Гёте И.В.
Расшифруйте именные реакции в органической химии:
- 13≡13 + 18 → 44
- 16 + 63 → 61 + 18
- 3 * 14 = 14 + 2 * 158 + 4 * 18 → 3 * 62 + 2 * 87 + 2 * 56
- 2 * 95 + 2 * 23 → 15 – 15 + 2 * 103. (8 баллов)
Задание 10-4
Я предпочитаю то, что можно увидеть,
услышать и изучить. Гераклит Эфесский
Перед вами в трех шкатулках находятся: в первой – натуральный и фальшивый бриллианты; во второй – натуральный и фальшивый жемчуг; в третьей – натуральное и поддельное золотое изделие. Задание: С помощью каких химических реакций можно отличить натуральные объекты? (6 баллов)
Задание 10-5
Знание есть сила, сила есть знание. Фрэнсис Бэкон
Составьте уравнения реакций: ан → ин → аль → овая → ат → ол → диен → ен.
Задание 10-6
Опыт всему учитель. Юлий Цезарь
Цианид калия – один из самых сильных ядов, и хранят его обязательно в сейфе под замком. Но однажды утром лаборант, вынув из сейфа банку с надписью KCN, обнаружил, что крышки нет, характерный запах миндаля исчез, а между тем объем содержимого не уменьшился. Анализ показал, что вещество в банке вовсе не цианид калия, при приливании к нему соляной кислоты наблюдалось характерное шипение. Задание: Определите, что за вещество в банке, и кто виноват в пропаже? (5 баллов)
Задание 10-7
Математику уже за то любить следует,
что она ум в порядок приводит.
Ломоносов
При нагревании навески некоторого твердого вещества А образуется 5,6 г твердого вещества Б и газ В. Б растворили в воде, при этом образовался раствор, содержащий 7,4 г вещества Г. В пропустили через избыток раствора вещества Д, в результате чего образовалось 13,8 г вещества Е. При взаимодействии последнего в водном растворе с Г образуется А и Д. Определите все вещества. (10 баллов)
Решение заданий очного тура школьного этапа олимпиады для 10 класса
Задание 10-1
Определена молекулярная формула алкана: С18Н38
Задание 10-2
Определены вещества: углекислый газ, вода, азот, оксид магния Определены количества вещества элементов в молекуле: n(C)=5,5 ммоль, n(H)=7,2 ммоль, n(N)= 0,4 ммоль, n(O)= 0,5 ммоль, n(Mg)= 0,1 ммоль Определена молекулярная формула: C55H72N4O5Mg
Задание 10-3
Реакция Кучерова: СН≡СН + Н2О → СН3 – СНО Реакция Коновалова: СН4 + НNО3 → СН3 NО2 + Н2О Реакция Вагнера:3СН2=СН2 +2KMnO4 + 4Н2О → 3CН2ОН- CН2ОН + 2КОН + 2MnО2
Реакция Вюрца: 2 СН3Br + 2 Na → CH3 – CH3 + 2 NaBr
Задание 10-4
Предложены методы анализа и составлены уравнения реакции:
Бриллианты – правильно отшлифованные алмазы и состоят из чистого углерода. Они полностью сгорают в атмосфере кислорода с образованием только углекислого газа, поддельные бриллианты (стекло, хрусталь) либо не горят, либо при сгорании дают твердые продукты. Натуральный жемчуг представляет собой природную разновидность карбоната кальция, подобно всем карбонатам жемчуг растворяется в кислотах: СаСО3 +2 СН3СООН → (СН3СОО)2Са + СО2 + Н2О, поддельные жемчужины, изготовленные из стекла или пластмассы, не растворяются в кислотах, или не выделяют СО2. Чистое золото растворяется в “царской водке”, образуя желтый раствор: Au + 4HCl + HNO3 → H[AuCl4] + NO↑ + 2 H2O, поддельные золотые изделия могут быть изготовлены из сплавов меди и др. веществ, они растворяются в соляной или азотной кислоте.
Задание 10-5
Метан → ацетилен → этаналь → уксусная кислота → этилацетат → этанол → бутадиен → бутен
Задание 10-6
Определено вещество в банке – КНСО3 Виновники пропажи углекислый газ и влага воздуха. Чем дольше банка была открытой, тем быстрее шел гидролиз цианида калия, в результате обратимого гидролиза получались летучий циановодород и гидроксид-ионы.
Задание 10-7
Определены все вещества: А – карбонат кальция, Б – оксид кальция, В – углекислый газ, Г – гидроксид кальция, Д – гидроксид калия, Е – карбонат калия
Составлены уравнения реакций: СаСО3 → СаО + СО2СаО + Н2О → Cа(ОН)2
СО2 + 2КОН → К2СО3 + Н2О К2СО3 + Cа(ОН)2 → СаСО3 + 2КОН
Задания были составлены с использованием данной литературы:
1. Еремина Е.А., Рыжова О.Н. Cправочник школьника по химии Под ред. Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремина М.: Издательство “Экзамен”, 2006.— 512 с. (Серия “Справочник школьника”)
2. Занимательные задачи по химии/ Под ред. Н.Е. Дерябиной. – М.: ИПО “У Никитских ворот”, - 48 с.: ил.
Степин Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии / Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова.- 2-е изд. – М.: Дрофа, 2006.
Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. – М.: Химия, 1994 г.
5. Тюльков И.А., Архангельская О.В., Павлова М.В. Система подготовки к олимпиадам по химии. – М.: Педагогический университет “Первое сентября”, 2008.
6. Фигуровский Н.А. Открытие элементов и происхождение их названий. – М.: издательство “Наука”, 1970 г.
7. Четвертая Соровская олимпиада школьников 1997-1998. М.: МЦНМО, 1998. – 512 с.