Блок А. 1 балл за выполненное задание. Для выполнения заданий 1-3 используйте следующий ряд химических элементов. Ответами в заданиях 1-3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду. 1) S 2) K 3) H 4) Na 5) O 1. Определите, атомам, каких из указанных элементов, до завершения уровня не хватает двух электронов. 2. Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые находятся в одной группе. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их атомного радиуса. 3. Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях проявляют только степень окисления +1. 4. Из предложенного перечня веществ выберите восстановители, действием которых на оксид железа (III) при нагревании можно получить железо. 1) водород 2) кислород 3) алюминий 4) медь 5) серебро 5. Из предложенного перечня выберите два металла, которые получают только электролизом расплавов их солей. 1) Fe 2) Na 3) Cu 4) K 5) Al 6. Из предложенного перечня выберите два названия, которые соответствуют формуле Fe2O3. 1) бурый железняк 2) красный железняк 3) пирит 4) лимонит 5) гематит 7. Из предложенного перечня выберите два вещества, в реакциях с которыми водород проявляет окислительные свойства. 1) натрий 2) кальций 3) кислород 4) азот 5) фосфор 8. Установите соответствие между формулой оксида и его характером: к позиции, буквой, подберите, соответствующую позицию, обозначенную цифрой. A) CO2 Б) ZnO B) MgO Г) CO 1) амфотерный оксид 2) основной оксид 3) несолеобразующий оксид 4) кислотный оксид 9. Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых вещество может взаимодействовать. К каждой позиции, обозначенной буквой, подбе соответствующую позицию, обозначенную цифрой. Формула вещества A) FeO Б) КОН B) S Реагенты 1) SO3, O2, HCI 2) Hg, O2, KCIO3 3) CuSO4, Cu, HBr 4) CuCl2, HCI, ZnO Блок Б. За каждое выполненное задание 2 балла. 1. Задана следующая схема превращений: Fe x y FeCl2 y Fe(OH)2 2. Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнении реакции: Zn + H2SO4 (конц.) → ZnSO4 + H2S + H2O Определите окислитель и восстановитель. 3. Решите задачу. Чему равен объем водорода, образовавшегося при взаимодействии 5,4 г алюминия н бромоводородной кислоты?

Решение:

Блок А

Задания 1-3

1. Элементы, которым до завершения уровня не хватает двух электронов, — это элементы II группы главной подгруппы (или элементы с числом электронов на внешнем уровне 6). В данном ряду это кислород (№ 5).
2. Три элемента в одной группе с возрастанием атомного радиуса: № 3 (H), № 2 (K), № 5 (O) — это элементы VIA группы.
3. Элементы, проявляющие степень окисления +1: № 3 (H), № 4 (Na).

Задание 4

Восстановителями, способными восстановить оксид железа (III) до железа, являются водород (1) и алюминий (3). Реакции:

\( \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O} \)

\( 2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 4\text{Al} \rightarrow 4\text{Fe} + 3\text{O}_2 \)

Ответ: 1, 3

Задание 5

Металлы, получаемые электролизом расплавов их солей: натрий (2), алюминий (5).

Ответ: 2, 5

Задание 6

Формуле \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) соответствуют названия: красный железняк (2) и гематит (5).

Ответ: 2, 5

Задание 7

В реакциях с натрием (1) и кальцием (2) водород проявляет окислительные свойства:

\( 2\text{Na} + \text{H}_2 \rightarrow 2\text{NaH} \)

\( \text{Ca} + \text{H}_2 \rightarrow \text{CaH}_2 \)

Ответ: 1, 2

Задание 8

Установим соответствие:

• A) \( \text{CO}_2 \) — кислотный оксид (4)
• Б) \( \text{ZnO} \) — амфотерный оксид (1)
• В) \( \text{MgO} \) — основной оксид (2)
• Г) \( \text{CO} \) — несолеобразующий оксид (3)

Ответ: A-4, Б-1, В-2, Г-3

Задание 9

Установим соответствие:

• A) \( \text{FeO} \) реагирует с \( \text{O}_2 \) и \( \text{HCI} \) (1)
• Б) \( \text{KOH} \) реагирует с \( \text{SO}_3 \), \( \text{CO}_2 \) (не указано в реагентах) и \( \text{HCI} \). Среди предложенных реагентов - \( \text{SO}_3 \) (1).
• B) \( \text{S} \) реагирует с \( \text{O}_2 \) (1), \( \text{HCI} \) (1), \( \text{Hg} \), \( \text{KCIO}_3 \) (2), \( \text{CuSO}_4 \), \( \text{HBr} \) (3), \( \text{CuCl}_2 \), \( \text{ZnO} \) (4). Наиболее подходящий реагент — \( \text{O}_2 \) (1) или \( \text{HCI} \) (1).

Ответ: A-1, Б-1, B-1

Блок Б

Задание 1

Схема превращений:

\( \text{Fe} \rightarrow \text{FeCl}_2 \rightarrow \text{Fe(OH)}_2 \)

Расставим коэффициенты:

\( 2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{FeCl}_3 \) (не подходит, нужен \( \text{FeCl}_2 \))

\( \text{Fe} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{FeCl}_2 \) (x=1, y=1)

\( \text{FeCl}_2 + 2\text{KOH} \rightarrow \text{Fe(OH)}_2 \rfloor + 2\text{KCl} \) (y=2)

Чтобы получить \( \text{FeCl}_2 \) из \( \text{Fe} \), нужен хлор:

\( \text{Fe} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{FeCl}_2 \)

Для получения \( \text{Fe(OH)}_2 \) из \( \text{FeCl}_2 \), нужен щелочь, например \( \text{KOH} \):

\( \text{FeCl}_2 + 2\text{KOH} \rightarrow \text{Fe(OH)}_2 \rfloor + 2\text{KCl} \)

Таким образом, \( x \) — \( \text{Cl}_2 \) (или другой галоген), \( y \) — \( \text{KOH} \) (или другая щелочь).

Задание 2

Расставим коэффициенты методом электронного баланса:

\( \text{Zn}^0 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Zn}^{2+}\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{S} + \text{H}_2\text{O} \)

Баланс:

\( \text{Zn}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Zn}^{2+} \text{ (окисление, восстановитель)} \)

\( \text{S}^{+6} + 4e^- \rightarrow \text{S}^{-2} \text{ (восстановление, окислитель)} \)

Умножаем первую реакцию на 4, вторую на 1:

\( 4\text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\text{ZnSO}_4 + \text{H}_2\text{S} + \text{H}_2\text{O} \)

Теперь уравняем водород и кислород:

\( 4\text{Zn} + 4\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\text{ZnSO}_4 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)

Окислитель: \( \text{H}_2\text{SO}_4 \) (атом серы S⁺⁶)

Восстановитель: \( \text{Zn} \) (атом цинка Zn⁰)

Задание 3

Решим задачу:

Найдём молярную массу алюминия \( \text{M(Al)} = 27 \) г/моль.

Найдём количество вещества алюминия:

\( \nu(\text{Al}) = \frac{m(\text{Al})}{\text{M}(\text{Al})} = \frac{5,4 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль} \)

Запишем уравнение реакции алюминия с бромоводородом:

\( 2\text{Al} + 6\text{HBr} \rightarrow 2\text{AlBr}_3 + 3\text{H}_2 \rfloor \)

Из уравнения видно, что из 2 моль \( \text{Al} \) образуется 3 моль \( \text{H}_2 \).

Тогда из 0,2 моль \( \text{Al} \) образуется:

\( \nu(\text{H}_2) = \frac{3}{2} \times \nu(\text{Al}) = \frac{3}{2} \times 0,2 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль} \)

Найдём объём водорода (при н.у.):

\( \text{V}(\text{H}_2) = \nu(\text{H}_2) \times \text{V}_\text{m} = 0,3 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 6,72 \text{ л} \)

Ответ: 6,72 л.