Олимпиада по химии — 8 класс (Вариант 1). Часть 1. Тестовые задания. 1. Какое из перечисленных явлений относится к химическим?
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Олимпиада по химии — 8 класс (Вариант 1) ФИО ученика ___ Дата ___
Часть 1. Тестовые задания
Какое из перечисленных явлений относится к химическим? А) Плавление парафина Б) Скисание молока В) Испарение воды Г) Измельчение мела
Определите относительную молекулярную массу кристаллогидрата медного купороса \( \mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O} \): А) 160 Б) 178 В) 250 Г) 214
В каком соединении массовая доля кислорода наибольшая? А) \( \mathrm{CO_2} \) Б) \( \mathrm{SO_2} \) В) \( \mathrm{NO_2} \) Г) \( \mathrm{SiO_2} \)
Сколько всего атомов содержится в 5 моль серной кислоты \( \mathrm{H_2SO_4} \)? А) \( 3{,}01 \cdot 10^{24} \) Б) \( 2{,}107 \cdot 10^{25} \) В) \( 6{,}02 \cdot 10^{23} \) Г) \( 4{,}21 \cdot 10^{24} \)
К 150 г 10%-ного раствора соли добавили 50 г воды. Какова массовая доля соли в новом растворе? А) 7,5% Б) 12,5% В) 5% Г) 8,5%
Часть 2. Расчетные и логические задачи
Задача на смеси: При обработке 10 г смеси порошков меди и цинка избытком соляной кислоты выделилось 2,24 л газа (н.у.). Определите массовую долю меди в исходной смеси.
Задача на вывод формулы: Неизвестный трехвалентный металл массой 5,4 г полностью прореагировал с кислородом, образовав 10,2 г оксида. Определите, какой это металл.
Краткие ответы
- Б — скисание молока
- В — 250
- А — \(\mathrm{CO_2}\)
- Б — \(2{,}107\cdot10^{25}\)
- А — 7,5 %
- 35 %
- Алюминий, \(\mathrm{Al}\)
Решение и пояснения
1. Химическое явление.
При химическом явлении образуется новое вещество. Скисание молока — химический процесс. Плавление, испарение и измельчение меняют только агрегатное состояние или размер частиц, поэтому это физические явления.
2. Молярная масса кристаллогидрата.
\[
M_r(\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O})=64+32+4\cdot16+5(2\cdot1+16)=160+90=250.
\]
Ответ: В) 250.
3. Наибольшая массовая доля кислорода.
\[
\mathrm{CO_2}:\ \frac{32}{44}\approx72{,}7\%;\qquad
\mathrm{SO_2}:\ \frac{32}{64}=50\%;
\]
\[
\mathrm{NO_2}:\ \frac{32}{46}\approx69{,}6\%;\qquad
\mathrm{SiO_2}:\ \frac{32}{60}\approx53{,}3\%.
\]
Наибольшая доля — у \(\mathrm{CO_2}\). Ответ: А.
4. Число атомов в 5 моль \(\mathrm{H_2SO_4}\).
В одной молекуле \(\mathrm{H_2SO_4}\) содержится \(2+1+4=7\) атомов.
\[
N=5\cdot7\cdot6{,}02\cdot10^{23}
=2{,}107\cdot10^{25}.
\]
Ответ: Б.
5. Массовая доля после разбавления.
Соли было:
\[
m(\text{соли})=150\cdot0{,}10=15\ \text{г}.
\]
Масса нового раствора:
\[
150+50=200\ \text{г}.
\]
\[
w=\frac{15}{200}\cdot100\%=7{,}5\%.
\]
Ответ: А.
6. Смесь меди и цинка.
С соляной кислотой реагирует только цинк:
\[
\mathrm{Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2\uparrow}.
\]
Количество водорода:
\[
n(\mathrm{H_2})=\frac{2{,}24}{22{,}4}=0{,}1\ \text{моль}.
\]
Значит, цинка тоже \(0{,}1\) моль:
\[
m(\mathrm{Zn})=0{,}1\cdot65=6{,}5\ \text{г}.
\]
Тогда масса меди:
\[
m(\mathrm{Cu})=10-6{,}5=3{,}5\ \text{г}.
\]
\[
w(\mathrm{Cu})=\frac{3{,}5}{10}\cdot100\%=35\%.
\]
Ответ: 35 %.
7. Трёхвалентный металл.
Оксид трёхвалентного металла имеет формулу \(\mathrm{M_2O_3}\).
Масса кислорода в оксиде:
\[
10{,}2-5{,}4=4{,}8\ \text{г}.
\]
\[
n(\mathrm O)=\frac{4{,}8}{16}=0{,}3\ \text{моль}.
\]
В \(\mathrm{M_2O_3}\) отношение металла к кислороду \(2:3\), поэтому:
\[
n(\mathrm M)=0{,}3\cdot\frac{2}{3}=0{,}2\ \text{моль}.
\]
Молярная масса металла:
\[
M(\mathrm M)=\frac{5{,}4}{0{,}2}=27\ \text{г/моль}.
\]
Это алюминий, \(A_r(\mathrm{Al})=27\).
Проверка:
\[
0{,}1\ \text{моль }\mathrm{Al_2O_3}
\text{ имеет массу }0{,}1\cdot102=10{,}2\ \text{г}.
\]
Ответ: алюминий, \(\mathrm{Al}\).
Обсуждение
2 сообщенияОбъясните я не поняла как решать эти задачи
Конечно. Давайте разберём не только ответы, но и как получается каждый шаг. В этих задачах используются несколько базовых формул:
\[ n=\frac{m}{M},\qquad N=nN_A,\qquad w=\frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}}\cdot100\%, \]
где \(n\) — количество вещества в молях, \(m\) — масса, \(M\) — молярная масса, \(N\) — число частиц, \(N_A=6{,}02\cdot10^{23}\) — число Авогадро.
1. Химическое явление
Химическое явление — это когда образуется новое вещество.
- плавление парафина — изменение агрегатного состояния;
- скисание молока — молоко превращается в новые вещества, например молочную кислоту;
- испарение воды — физический процесс;
- измельчение мела — меняется только размер кусочков.
Ответ: Б) скисание молока.
2. Молярная масса кристаллогидрата
Формула \(\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O}\) означает: одна часть \(\mathrm{CuSO_4}\) и пять молекул воды.
Считаем:
\[ M_r(\mathrm{CuSO_4})=64+32+4\cdot16=160. \]
\[ M_r(5\mathrm{H_2O})=5\cdot(2\cdot1+16)=5\cdot18=90. \]
\[ M_r(\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O})=160+90=250. \]
Ответ: В) 250.
3. Массовая доля кислорода
Формула:
\[ w(\mathrm{O})=\frac{\text{масса кислорода в молекуле}}{\text{молярная масса всего вещества}}\cdot100\%. \]
Проверяем варианты:
| Вещество | Расчёт | Доля кислорода |
|---|---|---|
| \(\mathrm{CO_2}\) | \(\frac{32}{44}\) | около \(72{,}7\%\) |
| \(\mathrm{SO_2}\) | \(\frac{32}{64}\) | \(50\%\) |
| \(\mathrm{NO_2}\) | \(\frac{32}{46}\) | около \(69{,}6\%\) |
| \(\mathrm{SiO_2}\) | \(\frac{32}{60}\) | около \(53{,}3\%\) |
Больше всего кислорода по массе в \(\mathrm{CO_2}\).
Ответ: А) \(\mathrm{CO_2}\).
4. Сколько атомов в 5 моль серной кислоты
Одна молекула \(\mathrm{H_2SO_4}\) состоит из:
- 2 атомов водорода;
- 1 атома серы;
- 4 атомов кислорода.
Всего:
\[ 2+1+4=7 \text{ атомов}. \]
В 5 моль содержится \(5\) моль молекул. Значит, атомов будет в 7 раз больше:
\[ 5\cdot7=35 \text{ моль атомов}. \]
Теперь умножаем на число Авогадро:
\[ N=35\cdot6{,}02\cdot10^{23} =210{,}7\cdot10^{23} =2{,}107\cdot10^{25}. \]
Ответ: Б) \(2{,}107\cdot10^{25}\).
5. Разбавление раствора
Было 150 г раствора с массовой долей соли 10%. Значит, самой соли:
\[ m(\text{соли})=150\cdot0{,}10=15\text{ г}. \]
Добавили 50 г воды. Соль не добавляли, поэтому масса соли осталась 15 г, а масса раствора стала:
\[ 150+50=200\text{ г}. \]
Новая массовая доля:
\[ w=\frac{15}{200}\cdot100\%=7{,}5\%. \]
Ответ: А) 7,5%.
Главное: при добавлении воды масса соли не меняется, а масса раствора увеличивается.
6. Смесь меди и цинка
С соляной кислотой реагирует только цинк, потому что медь стоит после водорода в ряду активности металлов и с кислотами такого типа не реагирует.
Уравнение:
\[ \mathrm{Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2\uparrow}. \]
Выделилось 2,24 л водорода. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л:
\[ n(\mathrm{H_2})=\frac{2{,}24}{22{,}4}=0{,}1\text{ моль}. \]
По уравнению на 1 моль цинка приходится 1 моль водорода. Значит, цинка тоже:
\[ n(\mathrm{Zn})=0{,}1\text{ моль}. \]
Масса цинка:
\[ m(\mathrm{Zn})=0{,}1\cdot65=6{,}5\text{ г}. \]
Вся смесь весит 10 г, значит, меди в ней:
\[ m(\mathrm{Cu})=10-6{,}5=3{,}5\text{ г}. \]
Массовая доля меди:
\[ w(\mathrm{Cu})=\frac{3{,}5}{10}\cdot100\%=35\%. \]
Ответ: 35%.
Логика задачи: по объёму газа находим количество цинка, затем массу цинка, а массу меди — по разности.
7. Неизвестный трёхвалентный металл
Металл трёхвалентный, значит, его оксид имеет формулу:
\[ \mathrm{M_2O_3}. \]
Металл весил 5,4 г, а оксид получился 10,2 г. Значит, кислород присоединился такой массой:
\[ m(\mathrm{O})=10{,}2-5{,}4=4{,}8\text{ г}. \]
Количество кислорода:
\[ n(\mathrm{O})=\frac{4{,}8}{16}=0{,}3\text{ моль}. \]
В формуле \(\mathrm{M_2O_3}\) на 3 атома кислорода приходится 2 атома металла. Поэтому:
\[ n(\mathrm{M})=0{,}3\cdot\frac{2}{3}=0{,}2\text{ моль}. \]
Масса металла 5,4 г, количество 0,2 моль. Находим молярную массу:
\[ M(\mathrm{M})=\frac{5{,}4}{0{,}2}=27\text{ г/моль}. \]
Металл с такой атомной массой — алюминий, \(\mathrm{Al}\).
Ответ: алюминий, \(\mathrm{Al}\).
Если коротко, алгоритмы такие:
- Растворы: сначала найди массу чистого вещества, потом новую массу раствора.
- Смеси металлов с кислотой: реагирует не каждый металл; используй газ и уравнение реакции.
- Формула вещества: считай молярную массу, затем массовую долю элемента.
- Неизвестный металл: найди массу присоединённого кислорода, его количество, а через формулу оксида — количество металла.
