Муниципальный тур Всероссийской олимпиады

«УТВЕРЖДАЮ»
Председатель оргкомитета муниципального этапа
Всероссийской олимпиады школьников города
Москвы
И.И.Калина _____________
«___» _________________ 2011г.
«СОГЛАСОВАНО»
Председатель ассоциации
учителей химии города Москвы
Г.В.Щелканова ____________
«___» _____________ 2011г.
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по химии
2011/2012 уч. г.
Москва
«СОГЛАСОВАНО»
Председатель ассоциации
учителей химии города Москвы
Г.В.Щелканова _____________
11.11.2011
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по химии
2011/2012 уч. г.
Москва
9 класс
9-1. (Дорофеев М.В. - МИОО) Известный французский химик в 1811 году открыл новый химический элемент.
Свои наблюдения и выводы он изложил в статье, фрагмент которой приведен ниже.
В маточном растворе щелока, полученного из водорослей, содержится достаточно большое количество
необычного и любопытного вещества. Его легко выделить. Для этого достаточно прилить серную кислоту к
маточному раствору и нагреть его в реторте, соединенной с приемником. Новое вещество... осаждается в
виде черного порошка, превращающегося при нагревании в пары великолепного фиолетового цвета. Эти пары
конденсируются в форме блестящих кристаллических пластинок, имеющих блеск, сходный с блеском
кристаллического сульфида свинца... Удивительная окраска паров нового вещества позволяет отличить его от
всех доныне известных веществ, и у него наблюдаются другие замечательные свойства, что придает его
открытию величайший интерес.
А. Об открытии какого элемента идет речь?
Б. Кто автор открытия?
В. Данный элемент образует соединение с натрием. Какую массу этого соединения необходимо взять, чтобы
получить 1 г «великолепных паров фиолетового цвета»? Выход реакции считать количественным.
Г. При действии избытка концентрированной серной кислоты на соединение данного элемента с натрием
выделяется вещество, об открытии которого сообщает французский химик, а так же бесцветное газообразное
вещество с резким запахом, сульфат натрия и вода. Составьте соответствующее уравнение реакции.
Решение
А. Речь идет об открытии иода.
2 балла
Б. Иод открыл Бернар Куртуа
2 балла
В. Иод образует соединение с натрием — NaI — иодид натрия.
1 балл
Для получения иода иодид натрия необходимо окислить, например, хлором:
2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2
1 балл
1г
 3,94 103 моль
254 г/моль
m(NaI)  2  3,94 103 моль 150 г/моль = 1,18 г
n(I 2 ) 
1 балл
1 балл
Г. При действии концентрированной серной кислоты на иодид натрия выделяется сернистый газ (оксид
серы(IV)):
2NaI + 2H2SO4 = Na2SO4 + I2 + SO2 + 2H2O
2 балла
Для проверяющих. Принимать вариант восстановления сульфат-иона до сероводорода:
8NaI + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O
ИТОГО:
10 баллов
9-2. (П.И. Беспалов - МИОО) Навеску свинца массой 2,07 г полностью растворили в разбавленной азотной
кислоте. Полученный раствор упарили, а соль растворили в дистиллированной воде. Полученный раствор
перенесли в стакан, в который добавили раствор, содержащий 1,50 г иодида натрия и 0,585 г хлорида натрия.
Затем в стакан прилили раствор, содержащий 0,78 г сульфида натрия. Определите состав и массу осадка после
конечной смеси.
Решение
n(Pb) 
m(Pb)
2, 07 г

 0, 01 моль
M (Pb) 207 г/моль
3Pb + 8HNO3 = 3Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
1 балл
1 балл
При растворении в азотной кислоте образуется 0,01 моль нитрата свинца(II).
m(NaI)
1,5 г

 0, 01 моль
M (NaI) 150 г/моль
m(NaCl)
0,585 г
n(NaCl) 

 0, 01 моль
M (NaCl) 58,5 г/моль
n(NaI) 
1 балл
1 балл
При взаимодействии с растворами NaI и NaCl некоторая часть свинца выпадает в осадок в виде иодида и
хлорида свинца(II):
Pb(NO3)2 + 2NaI = PbI2 + 2NaNO3
1 балл
Pb(NO3)2 + 2NaCl = PbCl2 + 2NaNO3
1 балл
Небольшая часть ионов свинца Pb2+ будет находиться в растворе.
n(Na 2S) 
m(Na 2S)
0, 78 г

 0, 01 моль
M (Na 2S) 78 г/моль
1 балл
При добавлении сульфида натрия количеством 0,01 моль весь свинец из раствора и из хлорида и иодида
свинца(II) переходит в сульфид свинца(II), вследствие его чрезвычайно низкой растворимости:
1 балл
PbI2 + 2Na2S = PbS↓ + 2NaI
1 балл
PbCl2 + 2Na2S = PbS↓ + 2NaCl
1 балл
Следовательно, образуется 0,01 моль сульфида свинца(II).
m(PbS) = 0,01 моль · 239 г/моль = 2,39 г.
1 балл
1 балл
ИТОГО:
12 баллов
9-3. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И. - МИОО) Предложите метод выделения чистых веществ из следующей
смеси: хлорид натрия, карбонат кальция, оксид кремния(IV). Напишите уравнения реакций, перечислите
необходимые для разделения реагенты.
Решение
H2O
HCl/H2O
Получение конечного вещества
NaCl
растворяется
упаривание водного раствора
CaCO3
не растворяется
CaCO3 + 2HCl =
CO2 + NaOH = Na2CO3 + H2O
CaCl2 + CO2 + H2O
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl
SiO2
не растворяется
нет реакции
1) Смесь растворить в воде. Растворится только NaCl
1 балл
2) Упарить фильтрат – получаем твердый NaCl.
1 балл
3) Оставшуюся на фильтре смесь SiO2 и CaCO3 высушить и обработать разбавленной соляной 1 балл
кислотой.
4) CaCO3 растворяется с выделением СО2:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
2 балла
SiO2 не реагирует
5) Отфильтровать SiO2 – получаем твердый SiO2.
1 балл
6) Поглотить выделившийся на стадии 4 углекислый газ раствором щелочи:
1 балл
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
7) Слить водный раствор Na2CO3 (полученный на стадии 6) и водный раствор CaCl2 2 балла
(полученный на стадии 4):
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
8) Отфильтровать и высушить полученный осадок CaCO3 – получаем твердый CaCO3.
1 балл
Необходимые реагенты – вода, соляная кислота, гидроксид натрия.
ИТОГО: 10 баллов
9-4. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И. - МИОО) Напишите уравнения реакций, соответствующих
следующей схеме:
CuCl2
X1
X2
CuS
Определите неизвестные вещества Х1 и Х2.
Решение
(1)
CuCl2
X1
(5)
(4)
X2
(2)
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
(1) CuCl2 + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2AgCl
(2) Cu(NO3)2 + Na2S = CuS + 2NaNO3
(3) 2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2
(4) CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
(5) CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O
CuS
(3)
X1 – Cu(NO3)2; X2 – CuO
ИТОГО:
10 баллов
9-5. (Дроздов А.А. - МГУ имени М.В.Ломоносова)
Прокаливание оксида бария на воздухе, предварительно
пропущенном через известковую воду, закончили, когда масса порошка увеличилась на 5,23 %. Определите
состав полученной смеси в мольных процентах.
Решение
Воздух не содержит углекислого газа. Гидроксид бария, который мог бы образоваться при взаимодействии
оксида бария с водяным паром, при прокаливании разлагается.
2 балла
Таким образом, прирост массы говорит о возникновении пероксида бария по реакции
2BaO + O2 = 2BaO2.
2 балла
Пусть взят 1 моль оксида бария, а х моль его вступило в реакцию с кислородом.
Тогда масса исходного вещества равна 153 г, а масса конечной смеси 153 + 16х. Получаем 16х = 1530,0523 = 8,
х = 0,5 моль. Значит, в реакцию вступила половина оксида бария.
2 балла
Состав конечной смеси в мольных процентах равен: 50% BaO, 50% BaO2 (мол)
ИТОГО:
ВСЕГО:
2 балла
8 баллов
50 баллов
10 класс
10-1. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И., Дорофеев М.В., Романенков А.В. - МИОО) Углеводород состава С6Н10
обладает следующими свойствами: а) не вступает в реакцию Кучерова; б) реагирует с 1 моль брома, образуя два
изомерных продукта; в) при жестком окислении этого углеводорода перманганатом калия в кислой среде
выделяется углекислый газ и образуется уксусная кислота. Установите все возможные варианты строения
данного углеводорода, напишите уравнения упомянутых реакций.
Решение
Общую формулу СnH2n-2 имеют алкины и алкадиены.
а) Искомое соединение не вступает в реакцию Кучерова, поэтому оно не относится к алкинам и является
алкадиеном.
1 балл
б) Гексадиен имеет четыре структурных изомера (не считая кумулированых гексадиенов). Рассмотрим все
варианты по очереди.
1) гексадиен-2,4
Данный углеводород имеет сопряженный тип связи, при его взаимодействии с 1 моль брома образуются два
изомера – продукты 1,2- и 1,4-присоединения.
Br
H3C
H3C
CH
CH
CH
CH
CH3
CH
CH
CH
+ Br2 (водн.)
Br
CH
CH3
H3C
+
CH
CH
Br
CH
CH
CH3
Br
4,5-дибромгексен-2
2,5-дибромгексен-3
2 балла
Суммарное уравнение окисления гексадиена-2,4
O
H3C
5
CH
CH
CH
CH
CH3
+ 18 KMnO4 + 27 H2SO4
10
H3C
C
+
OH
+ 10 CO2 + 9 K2SO4 + 18 MnSO4 + 32 H2O
2 балла
Для сведения проверяющих:
При жестком окислении гексадиена-2,4 на промежуточной стадии образуются уксусная и щавелевая кислоты,
однако, щавелевая кислота в условиях этой реакции сначала подвергается декарбоксилированию, а затем
образующаяся при этом муравьиная кислота окисляется до углекислого газа.
O
O
C
O
t
H
C
HO
- CO2
OH
[O]
CO2
C
+
H2O
OH
Таким образом, углеводород С6Н10 может быть гексадиеном-2,4.
2) гексадиен-1,4
Данный углеводород не имеет сопряженного типа связи, но при взаимодействии с 1 моль брома образует два
изомерных бромопроизводных.
Br
Br
H2C
H2C
CH2
CH
CH
CH
CH3
+ Br2 (водн.)
CH2
CH
CH
CH
CH3
H2C
+
CH2
CH
CH
CH
CH3
Br
Br
4,5-дибромгексен-1
5,6-дибромгексен-2
2 балла
Суммарное уравнение реакции окисления гексадиена-1,4
O
5
H2C
CH2
CH
CH
CH
CH3
+ 18 KMnO4 + 27 H2SO4
10
H3C
C
+
OH
+ 10 CO2 + 9 K2SO4 + 18 MnSO4 + 32 H2O
2 балла
Для сведения проверяющих:
При окислении гексадиена-1,4 на промежуточной стадии образуются углекислый газ, малоновая и уксусная
кислоты, однако малоновая кислота при нагревании подвергается декарбоксилированию, и в продуктах реакции
остаются углекислый газ и уксусная кислота.
O
O
O
t
C
CH2
H3C
C
C
- CO2
OH
HO
OH
Таким образом, углеводород С6Н10 может быть гексадиеном-1,4.
3) Гексадиен-1,5. Данный углеводород при неполном бромировании образует одно бромопроизводное –
5,6-дибромгексен-1, что противоречит условию задачи.
1 балл
4) Гексадиен-1,3. Данный диен является сопряженным и при бромировании образует изомерные продукты 1,2- и
1,4-присоединения, однако при окислении не дает уксусной кислоты:
O
[O]
H2C
CH
CH2
H3C
CH2
C
+ CO2 + H2O
CH
CH
CH3
OH
2 балла
Ответ:
H3C
CH
CH
H2C
CH
CH
CH3
или
гексадиен-2,4
CH2
CH
CH
CH
CH3
гексадиен-1,4
ИТОГО:
12 баллов
10-2. (Дорофеев М.В. - МИОО) Газообразное бесцветное вещество А, молярная масса которого 28 г/моль,
реагирует с бесцветным газом В, молярная масса которого 128 г/моль. В результате реакции образуется
жидкость C. С реагирует с избытком В при нагревании с образованием бесцветного газа E, чуть более плотного,
чем А, и вещества D в виде паров фиолетового цвета. При охлаждении D выделяется в виде блестящих
кристаллов темно-серого цвета. Напишите названия веществ А — Е и соответствующие уравнения реакций.
Решение
Молярную массу 28 г/моль имеют следующие газы: N2, CO и C2H4.
Молярную массу 128 г/моль имеет HI.
С иодоводородом реагирует этилен с образованием иодэтана (т. кип. 72°С):
H2C CH2 + HI
2 балла
2 балла
H3C CH2
I
2 балла
Иодоводород — сильный восстановитель:
H3C CH2 + HI
H3C CH3 + I2
I
2 балла
A — этилен; B — иодоводород; C — иодэтан (этилиодид); D — иод; E — этан.
ИТОГО:
8 баллов
10-3. (Дорофеев М.В. - МИОО)
При действии горячего раствора гидроксида натрия на кристаллическое
вещество черно-серого цвета A, способного к возгонке, образуются две соли: B и C. При кипячении полученного
водного раствора с железными стружками остается соль В и гидроксид железа(III). Если твердую соль C сильно
прокалить, то образуется В и выделяется бесцветный газ D.
Если к водной суспензии А осторожно добавлять красный фосфор, то будет выделяться бесцветный газ E. При
действии концентрированного водного раствора Е на тонкий порошок серебра выделяется бесцветный газ F, что
на первый взгляд противоречит положению Ag в ряду активности металлов. Смесь D и F взрывается при
поджигании.
Под действием D в растворе E образуется А.
Определите вещества A – D, составьте соответствующие уравнения реакций.
Решение
A — I2; B — NaI; C — NaIO3; D — O2; E — HI; F — H2;
6NaOH + I2 = NaIO3 + 5NaI + 3H2O
NaIO3 + 3Fe + 3H2O = NaI + Fe(OH)3
2NaIO3 = 2NaI + 3O2
5I2 + 2Р + 8H2O = 10HI + 2H3PO4
2Ag + 2HI = 2AgI + H2 или 4HI + 2Ag = 2H[AgI2] + H2
Реакция возможна, т.к. образуется труднорастворимый AgI
2H2 + O2 = 2H2O
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
ИТОГО:
12 баллов
10-4. (Дроздов А.А. - МГУ имени М.В.Ломоносова) Приведите два уравнения реакций, в каждой из которых
происходят следующие изменения электронных конфигураций валентных электронов окислителя и
восстановителя: 4s03d4  4s03d3, 4s03d1  4s03d3
Решение
2CrII(OH)2 + K2MnO4 + 2H2O = 2K[CrIII(OH)4] + MnO2
6 баллов
CrSO4 + Na2MnVIO4 + H2O = Cr(OH)SO4 + MnIVO2 + 2NaOH
6 баллов
(Ответы, в которых в число реагентов входит кислота, неверны!)
ИТОГО:
12 баллов
10-5. (Дроздов А.А. - МГУ имени М.В.Ломоносова) Для проведения опыта юный химик использовал прибор,
состоящий из двугорлой колбы, в горло которой вставлены капельная воронка и газоотводная трубка. В колбу
поместили по 20 мл 0,5М растворов иодида калия и нитрита натрия. Проверив прибор на герметичность, из
капельной воронки по каплям добавили 40 мл 3М раствора серной кислоты. Выделившийся газ пропустили
через колонку с фосфорным ангидридом, а затем через склянку с раствором щелочи. Масса склянки возросла на
0,181 г. Газ, прошедший через щелочь, собрали над водой в перевернутый вверх дном цилиндр. Определите
объем выделившегося газа (н.у.) и определите объем колбы, в которой (при н.у.) проводили опыт.
Решение
В колбе протекает реакция
2KI + 2NaNO2 + 2H2SO4 = I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2NO + 2H2O
2 балла
Выделяющийся газ частично окислился кислородом воздуха, находящимся в колбе, до NO2, который был
поглощен щелочью:
2NO + O2 = 2NO2,
2 балла
2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O.
2 балла
Увеличение массы склянки с раствором щелочи приходится на массу поглощенного диоксида азота.
n(NO2) = 0,181/46 = 0,003935 моль,
1 балл
соответственно V(O2) = 0,5n(NO2)22,4 = 0,0441 л
1 балл
что соответствует объему воздуха V(возд) = 0,0441/0,21 = 0,21 л = 210 мл
1 балл
В начале реакции в колбе находилось 40 мл раствора.
Таким образом, объем колбы составляет 250 мл.
1 балл
По условию задачи
n(NaNO2) = 0,50,02 = 0,1 моль
n(KI) = 0,50,02 = 0,1 моль
n(H2SO4) = 30,04 = 0,12 моль
1 балл
1 балл
1 балл
Таким образом, кислота взята в избытке. Выделившийся газ – это NO и воздух, лишенный кислорода (азот с
примесью аргона и других инертных газов).
1 балл
n(NO) = 0,1 моль, V(NO) = 2,24 л
2 балла
Ответ: 2,24 л газа, объем колбы примерно 250 мл
ИТОГО:
ВСЕГО:
16 баллов
60 баллов
11 класс
11-1. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И. - МИОО) Основным ароматическим веществом ванили является ванилин,
состав которого отражает молекулярная формула С8Н8О3. Ванилин входит в состав гликозида глюкованилина
(-D-глюкозид ванилина), который содержится в плодах некоторых видов орхидей. При гидролизе
глюкованилин расщепляется на ванилин и D-глюкозу.
Продающаяся в магазинах пряность – не настоящая ваниль, которая стоит дорого, а синтетически полученный
ванилин. Одним из методов синтеза ванилина в промышленности является процесс окисления изоэвгенола,
содержащегося в растительных маслах (сосновое, гвоздичное и т.п.). Изоэвгенол (А) обрабатывают уксусным
ангидридом, а затем окисляют бихроматом калия в мягких условиях до соединения, которое дает реакцию
серебряного зеркала (В). При гидролизе соединения (В) образуется ванилин:
А. Напишите уравнения реакций, соответствующих данной схеме.
Б. С какой целью изоэвгенол перед окислением обрабатывают уксусным ангидридом?
В. Рассчитайте количество вещества бихромата калия, которое необходимо для окисления 1 моль соединения Б,
учитывая, что все органические продукты окисления дают реакцию серебряного зеркала.
Г. Установите структурную формулу ванилина и назовите его по систематической номенклатуре.
Д. Напишите формулу -D-глюкозида ванилина (глюкованилина).
Решение
А)
(1)
2 балла
(2)
2 балла
Для проверяющих: возможен вариант написания уравнения с образованием K[Cr(OH)4]
(3)
2 балла
Б) Обработка изоэвгенола А уксусным ангидридом защищает фенольный гидроксил
в реакции окисления:
2 балла
В) На окисление 1 моль соединения Б согласно уравнению реакции
требуется 0,67 моль K2Cr2O7.
2 балла
Г) ванилин – 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид
2 балла
Д) Формула -D-глюкозида ванилина (глюкованилина)
2 балла
H3CO
CH2OH
H
OH
O
H
OH
H
H
OH
CHO
O
H2O
H
CH2OH
глюкованилин
H
OH
O
H
OH
H
H3CO
OH, H
CHO
+
HO
H
OH
ванилин
D-глюкоза
ИТОГО:
14 баллов
11-2. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И. - МИОО) В одном драже витаминного препарата содержится 0,001723 г
сложного эфира ретинола и уксусной кислоты, или 0,002753 г сложного эфира ретинола и пальмитиновой
кислоты, что соответствует одинаковому количеству витамина А.
А. Рассчитайте брутто-формулу ретинола, учитывая, что он относится к одноатомным спиртам, а при сжигании
его навески массой 0,1000 г образуется 0,0944 г Н2О.
Б. Установите число двойных связей в молекуле ретинола, учитывая, что его молекула содержит один
неароматический цикл.
Рекомендуется при решении этой задачи расчеты проводить с точностью до шестого знака, так как
такая точность используется при изготовлении витаминных и лекарственных препаратов.
Решение
1) Введем обозначение R-OH – ретинол и рассчитаем его молярную массу.
Тогда сложный эфир ретинола и уксусной кислоты CH3COO-R, а сложный эфир ретинола и пальмитиновой
кислоты C15H31COO-R.
2 балла
По условию задачи, количества этих сложных эфиров равны, следовательно
n(CH3COO-R) = n(C15H31COO-R)
1 балл
0,001723
0,002753

M ( R)  59 M ( R)  255
1 балл
M(R) = 269 г/моль
М(R-OH) = 269 + 17 = 286 г/моль
1 балл
1 балл
2) Напишем схему реакции горения ретинола, обозначив его формулу CxHyO :
CxHyO + O2 = x CO2 + 0,5y H2O
М(CxHyO) = (12x+y+16) г/моль = 286 г/моль
М(Н2О) = 18 г/моль
Найдем у, т.е. число атомов водорода в молекуле ретинола:
0,1
0,0944
, откуда у = 30

286 0,5 y  18
Тогда 12х + 30 +16 = 286 ,
1 балл
1 балл
1 балл
х = 20
1 балл
Таким образом, брутто-формула ретинола С20Н30О или С20Н29ОН
1 балл
3) Для определения числа двойных связей в ретиноле представим его формулу следующим образом:
CnH(2n+1-2x-2)OH
1 балл
где х – число кратных связей, а дополнительно вычитаемое число 2 соответствует наличию неароматического
цикла.
Тогда при n = 20; 40 + 1 – 2х -2 = 29; 2х = 10; х = 5.
Таким образом, в молекуле ретинола 5 двойных связей.
2 балла
Формула ретинола (для сведения проверяющих):
H3C
CH3
CH3
CH3
CH2 OH
CH3
Ответ:
А.
Мr (ретинола) = 286 г/моль
Б.
5 двойных связей
ИТОГО:
14 баллов
11-3. (Дорофеев М.В. - МИОО) В 1927 году двум французским химикам П.Лебо и А.Дамьену при электролизе
расплавленного гидрофторида калия, содержащего некоторое количество воды, удалось получить соединение Х
— бесцветный газ с характерным запахом. При нагревании Х разлагается на два простых газообразных
вещества, одно из которых кислород, в объемном отношении 1:2.
Если смешать X с простым газообразным веществом Y в объемном отношении 1:1 и нагреть под давлением,
получится твердое вещество Z и снова выделится кислород. Известно, что Z содержит 22,45% фтора по массе.
Определите вещества X – Z.
Решение
Из условия видно, что Z — бинарное соединение — фторид некоторого элемента, образующего простое
газообразное вещество Y.
1 балл
Обозначим состав Z как YFn. Выражая массовую долю фтора в веществе Z, получаем уравнение:
19n
 0, 2245 ,
y  19n
1 балл
где y — относительная атомная масса элемента Y.
Данное уравнение имеет единственное решение при n = 2, y = 131,3; элемент — Xe.
X — OF2;
Y — Xe;
2 балла
Z — XeF2.
 4KOH + 2H2 + OF2 + 6HF
4KHF2 + 5H2O 
на катоде
на аноде
2OF2 = O2 + 2F2
2OF2 + 2Xe = 2XeF2 + O2
электрический ток
4 балла
1 балл
1 балл
ИТОГО:
10 баллов
11-4. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И., Власенко К.К. -МИОО) Раствор соли А, имеющий щелочную реакцию,
нейтрализовали при нагревании 26,25 г 10%-ного раствора хлорида аммония. В результате реакции обмена
выделилась смесь двух газов массой 1,95 г (плотность по водороду 13,0), а в растворе осталась соль, масса
которой в 1,104 раза больше массы соли А.
Возможность попадания паров воды в газовую смесь не учитывать.
А. Назовите соль А.
Б. Установите качественный и количественный (мол. %) состав полученной смеси газов.
В. Напишите уравнения соответствующих реакций.
Решение
1) Молярная масса и количество вещества газовой смеси равны
М(смеси) = D(H2)M(H2) = 132 = 26 г/моль
1,95г
n (смеси ) 
 0,075г / моль
26 г/моль
1 балл
1 балл
2) Поскольку для реакции обмена использовали хлорид аммония, один из выделившихся газов – аммиак NH3.
Обозначим второй газ через Х.
1 балл
Находим количество вещества газа Х:
m(NH4Cl) = W(NH4Cl)mp(NH4Cl) = 0,126,75 = 2,675 г
1 балл
m( NH 4 Cl )
2,675г
n ( NH 4 Cl ) 

 0,05 моль
M ( NH 4 Cl ) 53,5г / моль
1 балл
n(NH4Cl) = n(NH3) = 0,05 моль
n(X) = n(смеси) – n(NH3) = 0,075 – 0,05 = 0,025 моль
1 балл
1 балл
3) Объемные доли аммиака и газа Х составляют
 ( NH3 ) 
n ( NH 3 )
0,05 моль

 0,667 ,  ( Х )  1  0,667  0,333
n (смеси ) 0,075 моль
Подставляя полученные результаты, можно получить уравнение
0,333у + 0,66717 = 26
1 балл
1 балл
4) Молярная масса газа Х равна у = 44 г/моль, что соответствует углекислому газу СО2. Следовательно,
неизвестная соль – карбонат щелочного металла, дающая в реакции обмена с хлоридом аммония соотношение
n(NH3) : n (CO2) = 2 : 1
1 балл
5) Обозначим за х молярную массу неизвестного щелочного металла. Реакция соли А с хлоридом аммония:
2NH4Cl + Me2CO3 = 2MeCl + 2NH3 + CO2 + H2O
2 балла
(2x+60)г
2(x+35,5)г
Отношение массы исходной и конечной солей:
2( x  35,5)
 1,104
2 x  60
1 балл
х = 22,9
Таким образом, металл – натрий, соль А – карбонат натрия Na2CO3
1 балл
Возможны другие способы решения.
Ответ:
А. А – Na2СО3
Б. NH3 66,7%, CO2 33,3 %
В. Na2CO3 + 2NH4Cl = 2NaCl + 2NH3↑ + CO2↑ + H2O
ИТОГО:
14 баллов
11-5. (Рассохин Р.В. - ГБОУ СОШ №827) Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме:
C6H10Cl2 → A → B → (CH2)4(CO2)2Ca → C → D → C5H8
Укажите структурные формулы веществ, их названия и условия протекания реакций.
Решение
O
O
Cl
O
OH
Ca
Cl
O
OH
O
A
B
O
C
O
OH
D
Уравнения реакций:
1) Циклогексен образуется при дегалогенировании 1,2-дихлорциклогексана нагреванием с магнием:
Cl
t
+ Mg
MgCl2
+
Cl
2) При жестком окислении циклогексена образуется адипиновая кислота (гександиовая кислота)
5
+ 8KMnO4 + 12H2SO4
5HOOC(CH2)4COOH + 4K2SO4 + 8MnSO4 + 12H2O
3) Кальциевая соль образуется при нейтрализации адипиновой кислоты
O
O
Ca + 2H2O
HOOC(CH2)4COOH + Ca(OH)2
O
O
4) При пиролизе кальциевой соли адипиновой кислоты происходит декарбоксилирование и образуется
циклический кетон - циклопентанон:
O
O
t
Ca
CaCO3 +
O
O
O
5) Восстановление циклопентанона дает циклопентанол (восстановителем может быть и литийалюминийгидрид
LiAlH4):
O + H2
Ni
OH
6) При дегидратации циклопентанола нагреванием с водоотнимающим
концентрированной серной кислотой, образуется циклопентен:
средством,
например,
с
+
OH
H ,t
+ H2O
за каждое уравнение по 2 балла, всего 6х2=12 баллов
за правильные названия соединений 6х1, всего 6 баллов
ИТОГО:
18 баллов
ВСЕГО:
70 баллов