ВПР по химии. 11 класс
Проверочная работа включает в себя 15 заданий. На выполнение работы по химии отводится 1 час 30 минут (90 минут).
Ответы на задания записывайте в отведённом для них поле. В случае записи неверного ответа зачеркните его и запишите рядом новый.
При выполнении работы разрешается использовать:
- Периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева;
- таблицу растворимости солей, кислот и оснований в воде;
- электрохимический ряд напряжений металлов;
- непрограммируемый калькулятор.
При выполнении заданий Вы можете использовать черновик. Записи в черновике проверяться и оцениваться не будут.
Советуем выполнять задания в том порядке, в котором они даны. Для экономии времени пропускайте задание, которое не удаётся выполнить сразу, и переходите к следующему. Если после выполнения всей работы у Вас останется время, Вы сможете вернуться к пропущенным заданиям.
Баллы, полученные Вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.
Желаем успеха!
Задание 1
Из курса химии Вам известны следующие способы разделения смесей: отстаивание, фильтрование, дистилляция (перегонка), действие магнитом, выпаривание, кристаллизация.
На рис. 1-3 изображены примеры использования некоторых из перечисленных способов.
Определите, какие из способов разделения смесей, изображённых на рисунке, можно применить для разделения:
- крупы и попавших в неё железных опилок;
- воды и растворённых в ней солей.
Запишите в таблицу номер рисунка и название соответствующего способа разделения смеси.
Смесь |
Номер рисунка |
Способ разделения смеси |
Крупа и попавшие в неё железные опилки |
|
|
Вода и растворённые в ней соли |
|
|
Решение
1.1. Разделение смеси крупы и железных опилок основано на свойстве железа притягиваться магнитом. Рисунок 3.
1.2. Разделение смеси воды и растворенных солей происходит при дистилляции. Вода при нагревании до температуры кипения испаряется и, охлаждаясь в водяном холодильнике, стекает в заранее приготовленный сосуд. Рисунок 1.
Задание 2
На рисунке изображена схема распределения электронов по энергетическим уровням атома некоторого химического элемента.
На основании предложенной схемы выполните следующие задания:
- запишите символ химического элемента, которому соответствует данная модель атома;
- запишите номер периода и номер группы в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, в которых расположен этот элемент;
- определите, к металлам или неметаллам относится простое вещество, которое образует этот элемент.
Ответы запишите в таблицу.
Символ химического элемента |
№ периода |
№ группы |
Металл/неметалл |
|
|
|
|
Решение
На рисунке изображена схема строения атома:
Где показано ядро, имеющее определенный положительный заряд (n), и вращающиеся вокруг ядра на электронных слоях электроны. Исходя из этого, просят назвать данный элемент, записать номер периода и группы, в которых он расположен. Давайте разбираться:
- Электроны вращаются на трех электронных слоях, значит, элемент находится в третьем периоде.
- На последнем электронном слое вращается 5 электронов, значит, элемент расположен в 5-й группе.
Задание 3
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева – богатое хранилище информации о химических элементах, их свойствах и свойствах их соединений. Так, например, известно, что с увеличением порядкового номера химического элемента основный характер оксида в периодах уменьшается, а в группах возрастает.
Учитывая эти закономерности, расположите в порядке усиления основности оксидов следующие элементы: Na, Аl, Мg, В. Запишите символы элементов в нужной последовательности.
Ответ: ________
Решение
Как известно, сумма протонов в ядре атома равняется порядковому номеру элемента. Но число протонов нам не указано. Так как атом – это электронейтральная частица, число протонов (положительно заряженных частиц) в ядре атома равно числу электронов (отрицательно заряженных частиц), вращающихся вокруг ядра атома. Общее количество электронов, вращающихся вокруг ядра, равно 15(2 + 8 + 5), следовательно, порядковый номер элемента равен 15. Теперь остается посмотреть в периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева и найти номер 15. Это Р (фосфор). Так как у фосфора на последнем электронном слое 5 электронов, он неметалл; металлы на последнем слое имеют от 1 до 3 электронов.
Символ химического элемента |
№ периода |
№ группы |
Металл/неметалл |
P |
3 |
5 |
неметалл |
Даны 4 элемента из периодической системы Менделеева: Na, Al, Mg, B. Необходимо их расположить так, чтобы основность образованных ими оксидов возрастала. Отвечая на этот вопрос ВПР, необходимо вспомнить, как изменяются металлические свойства в периодах и группах периодической системы.
В периодах слева направо металлические свойства убывают и возрастают неметаллические. Следовательно, и основность оксидов уменьшается.
В группах, главных подгруппах металлические свойства увеличиваются сверху вниз. Следовательно, и основность их оксидов увеличивается в таком же порядке.
Теперь посмотрим на данные нам элементы. Два из них находятся в третьей группе; это B и Al. Алюминий в группе находится ниже бора, следовательно, у него металлические свойства выражены сильнее, чем у бора. Соответственно, и основность оксида алюминия выражена сильнее.
Al, Na и Mg расположены в 3-м периоде. Так как в периоде слева направо металлические свойства убывают, убывают и основные свойства их оксидов. Учитывая все это, можно расположить эти элементы в следующем порядке:
B, Al, Mg, Na
Задание 4
В приведённой ниже таблице представлены некоторые характеристики ковалентной и ионной видов химической связи.
Химическая связь |
|
Ковалентная |
Ионная |
Образована атомами одного и того же элемента-неметалла или атомами различных неметаллов |
Образована атомами металла и неметалла |
Используя данную информацию, определите вид химической связи: 1) в хлориде кальция (СаСl2); 2) в молекуле водорода (Н2).
- В хлориде кальция _____________
- В молекуле водорода _____________
Решение
В следующем вопросе необходимо определить, какой вид химической связи характерен для CaCl2, а какой для H2. В данной таблице есть подсказка:
Химическая связь |
|
Ковалентная |
Ионная |
Образована атомами одного и того же элемента-неметалла или атомами различных неметаллов |
Образована атомами металла и неметалла |
Используя ее, можно определить, что для CaCl2 характерен ионный вид связи, так как он состоит из атома металла (Ca) и атомов неметалла (Cl), а для H2 ковалентная неполярная, так как данная молекула состоит из атомов одного и того же элемента – водорода.
Задание 5
Сложные неорганические вещества условно можно распределять, то есть классифицировать, по четырём классам, как показано на схеме. В эту схему впишите недостающие названия двух классов и две формулы веществ, являющихся представителями соответствующих классов.
Решение
Следующее задание на проверку знания основных классов неорганических веществ.
В таблице необходимо заполнить пустые клетки. В двух первых случаях даны формулы веществ, необходимо отнести их к определенному классу веществ; в двух последних, наоборот, написать формулы представителей данных классов.
CO2 – сложное вещество, состоит из атомов различных элементов. Один из которых кислород. Он стоит на втором месте. Это оксид. Общая формула оксидов – RO, где R – определенный элемент.
RbOH – относится к классу оснований. Общее для всех оснований – наличие группы ОН, которая соединена с металлом (исключение составляет NH4OH, где группа ОН соединена с группой NH4).
Кислоты – это сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка.
Поэтому формулы всех кислот начинаются с атомов водорода, и за ним идет кислотный остаток. Например: НCl, H2SO4, HNO3 и т. д.
И последнее, написать формулу соли. Соли – это сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотного остатка, например NaCl, K2SO4.
Для выполнения заданий 6-8 используйте информацию, содержащуюся в данном тексте
Оксид фосфора(V) (Р2О5) образуется при сжигании фосфора на воздухе и представляет собой белый порошок. Это вещество очень активно и с выделением большого количества теплоты реагирует с водой, поэтому его применяют в качестве осушителя газов и жидкостей, водоотнимающего средства в органических синтезах.
Продуктом реакции оксида фосфора(V) с водой является фосфорная кислота (Н3РО4). Эта кислота проявляет все общие свойства кислот, например взаимодействует с основаниями. Такие реакции называют реакциями нейтрализации.
Соли фосфорной кислоты, например фосфат натрия (Na3PO4), находят самое широкое применение. Их вводят в состав моющих средств и стиральных порошков, применяют для снижения жёсткости воды. В то же время попадание избыточного количества фосфатов со сточными водами в водоёмы способствует бурному развитию водорослей (цветению воды), что вызывает необходимость тщательно контролировать содержание фосфатов в сточных и природных водах. Для обнаружения фосфат-иона можно использовать реакцию с нитратом серебра (AgNO3), которая сопровождается образованием жёлтого осадка фосфата серебра (Ag3PO4)
Задание 6
1) Составьте уравнение реакции фосфора с кислородом.
Ответ: ________
2) На каком свойстве оксида фосфора(V) основано его использование в качестве осушающего агента?
Ответ: ________
Решение
В данном задании необходимо составить уравнение реакции фосфора с кислородом и ответить на вопрос, почему продукт данной реакции используют в качестве осушающего реагента.
Пишем уравнение реакции и расставляем коэффициенты: 4P + 5O2 = 2P2O5
Оксид фосфора используется в качестве осушающего реагента за способность отнимать воду от веществ.
Задание 7
1) Составьте молекулярное уравнение реакции между фосфорной кислотой и гидроксидом натрия.
Ответ: ________
2) Укажите, к какому типу реакций (соединения, разложения, замещения, обмена) относится взаимодействие фосфорной кислоты с гидроксидом натрия.
Ответ: ________
Решение
В седьмом задании необходимо составить уравнение реакции между фосфорной кислотой и гидроксидом натрия. Для того чтобы это сделать, необходимо вспомнить, что эта реакция относится к реакциям обмена, когда сложные вещества обмениваются составными частями.
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
Здесь мы видим, что водород и натрий в продуктах реакции поменялись местами.
Задание 8
1) Составьте сокращённое ионное уравнение реакции между растворами фосфата натрия (Na3PO4) и нитрата серебра.
Ответ: ________
2) Укажите признак протекания этой реакции.
Ответ: ________
Решение
Напишем уравнение реакции в сокращенном ионном виде между растворами фосфата натрия и нитрата серебра.
На мой взгляд, сначала необходимо написать уравнение реакции в молекулярном виде, затем расставить коэффициенты и определить, какое из веществ уходит из реакционной среды, то есть выпадает в осадок, выделяется в виде газа или образует малодиссоциирующее вещество (например, воду). Поможет нам в этом таблица растворимости.
Na3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 3NaNO3
Стрелочка, стоящая возле фосфата серебра, направленная вниз, говорит о том, что данное соединение не растворимо в воде и выпадает в виде осадка, поэтому не подвергается диссоциации и в ионных уравнениях реакции записывается в виде молекулы. Напишем полное ионное уравнение данной реакции:
3Na+ + PO43– + 3Ag+ + 3NO3– = Ag3PO4 + 3Na+ + 3NO3–
Теперь вычеркнем ионы, которые перешли из левой части уравнения в правое, не изменяя своего заряда:
3Na+ + PO43– + 3Ag+ + 3NO3– = Ag3PO4 + 3Na+ + 3NO3–
Все, что не зачеркнуто, выпишем в сокращенное ионное уравнение:
PO43– + 3Ag+ = Ag3PO4
Задание 9
Дана схема окислительно-восстановительной реакции.
Мn(ОН)2 + КBrO3 → МnO2 + КВr + Н2O
1. Составьте электронный баланс этой реакции.
Ответ: ________
2. Укажите окислитель и восстановитель.
Ответ: ________
3. Расставьте коэффициенты в уравнении реакции.
Ответ: ________
Решение
В следующем задании предлагается объяснить окислительно-восстановительный процесс.
Mn(OH)2 + KBrO3 → MnO2 + KBr + H2O
Для того чтобы это сделать, напишем возле символа каждого элемента его степень окисления в данном соединении. Не забываем о том, что в сумме все степени окисления вещества равны нулю, так как они электронейтральны. Степень окисления атомов и молекул, состоящих из одного и того же вещества, также равна нулю.
Mn2+(O2–H+)2 + K+Br5+O32– → Mn4+O22– + K+Br– + H2+O2–
Далее смотрим, какие атомы в процессе реакции изменили свои степени окисления. Первый атом, изменивший степень окисления, подчеркиваем одной чертой, до и после реакции, второй – двумя; вот так:
Mn2+(O2–H+)2 + K+Br5+O32– → Mn4+O22– + K+Br– + H2+O2–
Далее выписываем элементы, изменившие свои степени окисления в полуреакции окисления-восстановления
Mn2+ –2e → Mn4+ Процесс отдачи электронов – окисление. При этом у элемента в процессе реакции увеличивается степень окисления. Данный элемент – восстановитель, он восстанавливает бром.
Br5+ +6e → Br– Процесс принятия электронов – восстановление. При этом у элемента в процессе реакции степень окисления уменьшается. Данный элемент – окислитель, он окисляет марганец.
Окислитель – вещество, которое принимает электроны и при этом восстанавливается (степень окисления элемента понижается).
Восстановитель – вещество, которое отдает электроны и при этом окисляется (степень окисления элемента понижается). В школе это записывается следующим образом.
Mn2+ –2e → Mn4+ |
6 |
3 процесс окисления, восстановитель |
Br5+ +6e → Br– |
|
1 процесс восстановления, окислитель |
3Mn2+ + Br5+ = 3Mn4+ + Br- |
|
Цифра 6, которая стоит после первой вертикальной черты, – наименьшее общее кратное цифр 2 и 6 – числа отданных электронов восстановителем и принятых электронов окислителем. Делим эту цифру на число отданных электронов восстановителем и получаем цифру 3, она ставится после второй вертикальной черты и является коэффициентом в уравнении окислительно-восстановительной реакции, которая ставится перед восстановителем, то есть марганцем. Далее цифру 6 делим на число 6 – число принятых электронов окислителем. Получаем цифру 1. Это коэффициент, который ставится в уравнении окислительно-восстановительной реакции перед окислителем, то есть бромом. Вписываем коэффициенты в сокращенное уравнение, а затем переносим в основное уравнение.
3Mn(OH)2 + KBrO3 → 3MnO2 + KBr + 3H2O
Если это необходимо, расставляем другие коэффициенты с тем расчетом, чтобы количество атомов одного и того же элемента было одинаковым. В конце проверяем количество атомов кислорода до и после реакции. Если их число оказывается равным, значит, мы все сделали правильно. В данном случае необходимо перед водой поставить коэффициент 3.
Задание 10
Дана схема превращений:
Cu → CuCl2 → Cu(OH)2 → Cu(NO3)2
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.
Ответ:
1) ________
2) ________
3) ________
Решение
Решаем схему превращений:
Cu → CuCl2 → Cu(OH)2 → Cu(NO3)2
1) Cu + Cl2 = CuCl2 – обращаю внимание, что медь с соляной кислотой не взаимодействует, так как стоит в ряду напряжений металлов после водорода. Поэтому одна из основных реакций. Взаимодействие непосредственно с хлором.
2) CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl – реакция обмена.
3) Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O – гидроксид меди – осадок, поэтому для получения из него нитрата меди соли азотной кислоты не подойдут.
Задание 11
Установите соответствие между названием органического вещества и классом/группой, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА |
|
КЛАСС/ГРУППА |
А) метанол Б) ацетилен В) глюкоза
|
|
1) углеводы 2) спирты 3) фенолы 4) углеводороды |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
A |
Б |
В |
|
|
|
Решение
Данный вопрос на знание основ органики. Дано название 3 органических веществ. Необходимо выбрать, к какому классу они относятся:
НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА |
|
КЛАСС/ГРУППА |
А) метанол Б) ацетилен В) глюкоза
|
|
1) углеводы 2) спирты 3) фенолы 4) углеводороды |
1. Метанол – это спирт. Названия одноатомных спиртов оканчиваются на -ол, поэтому А2.
2. Ацетилен – это непредельный углеводород. Здесь дано это тривиальное название. По систематической номенклатуре он называется этин. Выбираем Б4.
3. Глюкоза – это углевод, моносахарид. Поэтому выбираем В1.
Задание 12
В предложенные схемы химических реакций вставьте формулы пропущенных веществ и расставьте коэффициенты там, где это необходимо.
|
AlBr3 |
|
1) C6H6 + Br2 |
––→ |
C6H5–Br + … |
2) CH3CHO + … → CH3CH3OH
Решение
Необходимо вставить формулы пропущенных веществ и, если надо, расставить коэффициенты:
1) C6H6 + Br2 ⎯AlBr3 → C6H5–Br + HBr Для бензола и его гомологов характерны реакции замещения, поэтому в данной реакции бром замещает атом водорода в бензоле и получается бромбензол.
2) СH3CHO + Н2 → CН3СH2OH Реакция восстановления ацетальдегида до этилового спирта.
Задание 13
Уксусная кислота широко используется в химической и пищевой промышленности. Водные растворы уксусной кислоты (пищевая добавка Е260) применяются в бытовой кулинарии, в консервировании, а также для получения лекарственных и душистых веществ. К последним относят многочисленные сложные эфиры уксусной кислоты, например пропилацетат.
Рассчитайте, сколько граммов пропилацетата (СН3СООС3Н7) можно получить в результате реакции 300 г уксусной кислоты (СН3СООН) с пропанолом-1 (С3Н7ОН) при 100%-ном практическом выходе. Запишите уравнение протекающей реакции и подробное решение задачи.
Ответ: ________
Решение
Задача. Записываем краткое условие задачи:
Дано: m(CH3COOH) = 300 г. |
Записываем уравнение реакции
|
|||
Найти: m(СН3СООС3Н7) = ? |
1. В условии задачи сказано, что уксусная кислота вступила в реакцию массой 300 г. Определим количество молей в 300 г. ее. Для этого воспользуемся волшебным треугольником, где n – количество молей.
n = m/M
Подставляем цифры: n = 300 г. : 60 г/моль = 5 моль. Таким образом, уксусная кислота вступила в реакцию с пропиловым спиртом количеством вещества 5 моль. Далее определим, сколько молей СН3СООС3Н7 образуется из 5 моль СН3СООН. По уравнению реакции уксусная кислота вступает в реакцию в количестве 1 моль, и эфира образуется тоже 1 моль, так как коэффициентов в уравнении реакции нет. Следовательно, если взять кислоту количеством 5 моль, то и эфира получится тоже 5 моль. Так как они реагируют в соотношении 1 : 1.
Ну и остается вычислить массу 5 моль эфира, воспользовавшись данным треугольником.
m = n · M
Подставив цифры, получаем: 5 моль · 102 г/моль = 510 г.
Ответ: масса эфира = 510 г.
Задание 14
Ацетилен применяется в качестве горючего при газовой сварке и резке металлов, а также как сырье для производства винилхлорида и других органических веществ. В соответствии с приведённой ниже схемой составьте уравнения реакций, характерных для ацетилена. При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Ответ:
1) ________
2) ________
3) ________
Решение
Осуществить превращения, характерные для ацетилена, по приведенной схеме.
Хочется сказать, что ацетилен – непредельный углеводород, имеющий 2 π-связи между атомами углерода, поэтому для него характерны реакции присоединения, окисления, полимеризации по месту разрыва π-связей. Реакции могут идти в две стадии.
Задание 15
Раствор Рингера широко используется в медицине в качестве регулятора водно-солевого баланса, заменителя плазмы и других компонентов крови. Для его приготовления в 1 л дистиллированной воды растворяют 8,6 г хлорида натрия, 0,33 г хлорида кальция и 0,3 г хлорида калия. Рассчитайте массовую долю хлорида натрия и хлорида кальция в полученном растворе. Запишите подробное решение задачи.
Ответ: ________
Решение
Для решения данной задачи запишем ее краткое условие:
Дано: m(H2O) = 1000 г. m(CaCl2) = 0.33 г. m(KCl) = 0.3 г. m(NaCl) = 8.6 г. |
Так как плотность воды равна единице, 1 литр воды будет иметь массу, равную 1000 граммам. Далее, для нахождения массовой доли в процентах раствора воспользуемся волшебным треугольником,
где: m(в-ва) – масса вещества; m(р-ра) – масса раствора; ω – массовая доля вещества в процентах в данном растворе. Выведем формулу для нахождения ω% в растворе. Она будет иметь следующий вид:
|
Найти: ω% (р-ра NaCl) |
Для того чтобы сразу перейти к нахождению массовой доли в процентах раствора NaCI, нам должны быть известны два других значения, то есть масса вещества и масса раствора. Масса вещества нам известна из условия задачи, а массу раствора следует найти. Масса раствора равна массе воды плюс массы всех растворенных в воде солей. Формула для расчета простая: m(в-ва) = m(H2O) + m(NaCl) + m(CaCl2) + m(KCl), складывая все значения, получим: 1000 г. + 8,6 г. + 0,3 г. + 0,33 г. = 1009.23 г. Это и будет массой всего раствора.
Теперь находим массовую долю NaCl в растворе:
ω%(р-ра) = | m(NaCl) | · 100 = | 8,6 г | · 100% = 0,85% |
m(р-ра) | 1009,23 г |
Аналогично этому вычисляем массу хлорида кальция:
ω%(р-ра) = | m(СaCl2) | · 100 % |
m(р-ра) |
Подставляем цифры и получаем:
ω%(р-ра) = | 0,33 г | · 100 % = 0,033 % |
1009,23 г |
Ответ: ω% в растворе NaCl = 0.85%; ω% в растворе CaCl2 = 0.033%.