LXI Московская городская олимпиада школьников по химии

Задания 8 класса

8-1. Старлей Кибулькин сидел, обхватив голову руками. Он не знал, что делать. В его родном городе N появился фальшивомонетчик! Он чеканил фальшивые пятирублевые монеты из железа, которые по виду никак не отличались от настоящих. Полковник Бульбулькин дал ему задание: разработать методы, которыми можно отличить фальшивки от настоящих монет. При этом фальшивки нельзя было уничтожать - они были вещдоками!!! Помогите старлею стать капитаном. Предложите как можно больше методов, которыми можно отличить железные монеты от настоящих.

8-2. Когда 9 января 1769 года Екатерина II подписала манифест о введении в России бумажных денег, за 1000 рублей ассигнациями давали 62,5 пуда (1 пуд = 16,38 кг) медной монеты. На конец 2004 года 1 т меди стола около 3100$, курс доллара – 27,8 руб/$. Сколько граммов весила монета в 10 копеек?

1). Посчитайте курс современного рубля к екатерининскому если считать медь за твердый эквивалент. 2). Какую массу малахита (CuOH)₂CO₃ нужно было переработать, чтобы выплавить монет на 1000 рублей 1769 года? 3). Предложите цепочку химических реакций, по которой могли получать медь из малахита?

8-3. Вас пригласили в некий регион на берегу моря для налаживания там химической промышленности. В регионе есть уголь, песок и морская вода. Какие полезные вещества можно получить, используя только это сырье и солнечную энергию (напишите, где возможно, уравнения реакций). Не более, чем одним предложением опишите условия его получения.

8-4. Ниже приведена таблица соответствий структур и названий органических соединений. заполните пропуски в ней, обозначенные буквами.

8-5. Майор Кибулькин ликовал: операция завершилась удачно. Перед ним стояла ничем не примечательная склянка с твердым легкоплавким веществом, которое противник планировал использовать как ракетное топливо. Майор сжег 1 г вещества в кислороде и получил 810 мг воды, 340 мл (н.у.) азота и не получил вообще углекислого газа и других соединений.

1). Что представляло собой это вещество? Напишите его молекулярную и структурную формулу.

2). Напишите уравнение реакции горения неизвестного вещества с кислородом.

3). Чтобы определить массу воды и углекислого газа, майор поглощал их некими поглотителями – оксидами. Какой оксид мог служить в этом опыте поглотителем воды, а какой – углекислого газа? Напишите уравнения реакций. В каком порядке следует располагать поглотители и почему?

8-6. При некоторых заболеваниях у человека наблюдаются резкие скачки температуры тела. Можно считать, что энергия для повышения температуры выделяется при реакции глюкозы С₆H₁₂O₆ с О₂. При этом образуется вода и CO₂. Снижение температуры тела достигается за счет испарения воды, выделяющейся в виде пота.

1). Какую массу глюкозы нужно израсходовать на разогревание тела человека массой 60 кг с 36.6°С до 38°С, если при окислении 1 моль глюкозы образуется 2565 кДж энергии? Теплоемкость тела принять за 3000 Дж/(кг×°С). 2). Какую массу воды нужно испарить для обратного снижения температуры, если при испарении 1 моль воды при этой температуре поглощается 43 кДж.

3). Напишите уравнение реакции глюкозы с кислородом воздуха.

Решения

8-1. 1) Поднести магнит (настоящая монета не магнитна!)

2) Проверить способность к ржавлению (не очень удачно) - частично разрушается фальшивая монета.

3) Померить тепло- и электропроводность фальшивки и сравнить ее с характеристиками заведомо настоящей монеты.

8-2.

1. 1000 рублей - это 10000 десятикопеечных монет. Они весили 62,5×16,38 = 1023.75 кг. Так что десятикопеечная монета весила 102 г.

2. 1000 рублей соответствуют примерно 1 т меди, которая стоит 3100$. Эта сумма сейчас эквивалентна 3100$×28 руб/$ = 86800 руб. То есть курс современный рубль/екатерининский рубль составит 86,8.

3. Монет на 1000 рублей - это 1023.75 кг меди, что соответствует 16250 моль (A_r(Cu)=63) Значит, количество малахита равно 16250/2 = 8125 моль, что имеет массу 8125моль*220(г/моль) = 1787.5 кг.

4. (CuOH)₂CO₃ ^t° 2CuO + H₂O + CO₂

CuO + C ^t° CO + Cu

8-3. Любые разумные реакции: электролиз воды (получение кислорода и водорода), получение углекислого газа (сжигание угля), электролиз морской воды (содержащей хлорид натрия) позволит получить газообразный хлор, из него - хлороводород. И т.д.

8-4.

8-5. 1. Найдем количество углерода и азота.

n(N) = 0.340/22.4*2 = 0.030 моль.

n(H) = 810/18*2 = 0.090 моль.

Соотношение N:H = 1:3.

Это мог бы быть аммиак, но аммиак газ. Значит, в веществе еще есть кислород. Найдем его массу в 1 г.

m(O) = 1 - 0.03*14-0.09*1 = 0.49 (г) = 0.03 моль.

Формула NH₂OH (NH₃O).

2. 2NH₂OH + 0.5O₂ = N₂ + 3H₂O

3. P₂O₅ и CaO:

P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃ (или H₃PO₄)

CaO + CO₂ = CaCO₃

Сначала P₂O₅, потом CaO, иначе CaO поглотитводу

8-6. 1. Нужно нагреть 60 кг тела на 1.4С.

Для нагревания 1 кг на 1С требуется 3000 Дж. Значит, на все нагревание нужно 252000 Дж = 252 кДж.

Для этого нужно окислить 252/2565*180 = 17.7 г глюкозы.

3. Чтобы остыть, нужно испарить 252/43 = 5,9 моль воды, что соответствует 106 г.

4. C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O.