Всероссийская олимпиада школьников по химии Муниципальный этап 10 класс

Всероссийская олимпиада школьников по химии
Муниципальный этап
10 класс
Задача 1
1. Смесь из 2.746 г металлических опилок А с 3.386 г белого порошка Б при
поджигании ярко вспыхнула. После реакции собрано 6.132 г твердого продукта
В, умеренно растворимого в воде. Из получившегося водного раствора при
пропускании углекислого газа выпадает белый осадок Д, который растворим в
избытке углекислого газа. Если осадок Д высушить, а затем прокалить при
1000 градусах, то из 1.973 г Д получится 1.533 г В
1. Определить зашифрованные вещества А,Б,В.Д.
2. Написать уравнения реакций.
3. Какой цвет имела упомянутая «яркая вспышка»?
Задача 2
Ниже приведены молекулярные формулы некоторых соединений. Представьте эти
формулы в виде, позволяющем определить строение веществ или их принадлежность к
определенным классам соединений. Дайте названия этим соединениям.
1.
СН4NO2
2.
CCu2H2O5
3.
C6FeK3N6
4. CaH5O6P
5.
C6FeH6K4N6O3
6.
CoN6Na3O12
7.
CrH24KO20S2
8.
H8MoN2O4
9.
AlH28NO20S2
2. Напишите для определения какого иона применяется в аналитической химии соединение
под N6?
Задача 3
В некотором органическом соединении А массовые доли углерода и водорода равны.
1. Предложите одну из возможных структурных формул вещества А
2. Как обнаружить примесь этого вещества в воздухе.
3. Напишите уравнение реакции получения А.
Задача 4
Алкен А массой 8.4 грамма прореагировал с 12.15 граммами бромистого водорода.
Полученное вещество Б обработали металлическим натрием, при этом получили углеводород
В.
1. Изобразите структурную формулы алкена А. Укажите все возможные изомеры
2. Приведите все возможные структуры веществ Б и В.
3. Зависит ли строение Б и В от условий реакции А с HВr? Ответ поясните.
Задача 5
Количество водорода, выделяющегося при взаимодействии раствора фосфорной
кислоты с избытком металлического натрия составляет 5% от массы исходного раствора
фосфорной кислоты. Рассчитайте массовую долю исходного раствора фосфорной кислоты.
Задача 1
1.Смесь из 2.746 г металлических опилок А с 3.386 г белого порошка Б при
поджигании ярко вспыхнула. После реакции собрано 6.132 г твердого продукта В,
умеренно растворимого в воде. Из получившегося водного раствора при
пропускании углекислого газа выпадает белый осадок Д, который растворим в
избытке углекислого газа. Если осадок Д высушить, а затем прокалить при 1000
градусах, то из 1.973 г Д получится 1.533 г В
1. Определить зашифрованные вещества А,Б,В.Д.
2. Написать уравнения реакций.
3. Какой цвет имела упомянутая «яркая вспышка»?
Решение
Растворение осадка в избытке углекислого газа характерно для карбонатов металлов
II3 группы. При прокаливании карбоната образуется исходный продукт В, следовательно В
— оксид металла II группы. Тогда по разности масс карбоната и оксида можно найти
молекулярную массу оксида:
МеО+ СО2=МеСО3
m (CO2) = m (MeCO3) — m (MeO) = 1.973 — 1.533 = 0.44 г.
n (CO2) = 0.44/44 = 0.01 моль.
n (CO2) = n (MeO) = 0.01 моль, тогда М(МеО) = 1.533/0.01 = 153.3 г/моль,
следовательно металл — барий.
Тогда реакция металла А с белым порошком Б, при которой масса продукта равна
сумме масс исходных веществ, - это реакция металлического бария с перекисью бария.
Таким образом, А- Ва, Б — ВаО2, В — ВаО, Д — ВаСО3
Уравнения реакций: ВаО2 + Ва = 2ВаО
ВаО + Н2О= Ва(ОН)2
Ва(ОН)2 + СО2 = ВаСО3 + Н2О
ВаСО3 + СО2 + Н2О = Ва(НСО3)
ВаСО3 = ВаО + СО2
Вспышка была зеленая так как соединения бария окрашивают пламя в зеленый цвет
Разбалловка задания
За нахождение вещечтв, соответствующих формулам А-Д по 1 баллу (4*1 = 4 балла)
За написание уравнение реакций — по одному баллу (5*1 = 5 баллов)
За указание цвета вспышки — 1 балл
Итого10 баллов за задачу
Задача 2
Ниже приведены молекулярные формулы некоторых соединений. Представьте эти
формулы в виде, позволяющем определить строение веществ или их принадлежность к
определенным классам соединений. Дайте названия этим соединениям.
10.
СН4NO2
11.
CCu2H2O5
12.
C6FeK3N6
13. CaH5O6P
14.
C6FeH6K4N6O3
15.
CoN6Na3O12
16.
CrH24KO20S2
17.
H8MoN2O4
18.
AlH28NO20S2
2. Напишите для определения какого иона применяется в аналитической химии соединение
под N6?
Решение.
1. СН4NO2 — NH4CNO (цианат аммония) или (NH2)2CO
2. CCu2H2O5
- [Cu(OH)]2CO3 (основной карбонат меди, составная часть
малахита)
3. C6FeK3N6 — K3[Fe(CN)6] (гексацианоферрат (III) калия, красная кровяная соль)
4. CaH5O6P — CaHPO4*2H2O (дигидрат гидроортофосфата кальция, основная
часть удобрения преципитата
5. C6FeH6K4N6O3 — K4[Fe(CN)6]*3Н2О (тригидрат гексацианоферрата (II) калия,
желтая кровяная соль
6.
CoN6Na3O12
—
Na3[Co(NO2)6]
(гексанитритокобальтат
(III)
натрия,
гексакобальтонитрит)
7. CrH24KO20S2
—
KCr(SO4)2*12H2O
(додекагидрат
сульфата
хрома-калия,
хромокалиевые квасцы)
8. H8MoN2O4 — (NH4)2MoO4 (молибдат аммония)
9. AlH28NO20S2 — Al(NH4)(SO4)2*12H2O (алюминиево-аммониевые квасцы
2. Гексакобальтонитрит — качественный реагент на ион К+
Разбалловка задания
За каждое названное и корректно написанное соединение по одному баллу
(достаточно назвать по любой номенклатуре) 9*1 = 9 баллов
За указанное правильное применение соединения 6 в аналитической химии 1 балл.
Итого 10 баллов.
Задача 3
В некотором органическом соединении А массовые доли углерода и водорода равны.
4. Предложите одну из возможных структурных формул вещества А
5. Как обнаружить примесь этого вещества в воздухе.
6. Напишите уравнение реакции получения А.
Решение.
1.
Масса атомов углерода в 12 раз больше массы атомов обычного водорода. Для
выравнивания масс атомов этих элементов необходимо использовать либо
более тяжелые изотопы атома водорода, либо атомы других элементов,
несущих на себе атомы водорода. Условию равенства массовых долей углерода
и водорода удовлетворяет реально существующее соединение СТ4
2. Сверхтяжелый изотоп водорода — тритий — радиоактивен:
3
Т=3He + ß
поэтому примесь СТ4 в воздухе может быть обнаружена счетчиком радиации Гейгера
или дозиметром
3 Уравнение получение СТ4: Al4C3 + 12T2O = 3CT4 + 4Al(OT)3
Разбалловка задания.
За определение формулы реально существующего соединения, удовлетворяющего условию
задачи — 3 балла.
За правильно написанное уравнение распада трития -3 балла
За правильный ответ на вопрос о способе определения в воздухе СТ4 — 2 балл
За уравнение получения СТ4 — 2 балла.
Итого 10 баллов.
Задача 4
Алкен А массой 8.4 грамма прореагировал с 12.15 граммами бромистого водорода.
Полученное вещество Б обработали металлическим натрием, при этом получили углеводород
В.
4. Изобразите структурную формулы алкена А. Укажите все возможные изомеры
5. Приведите все возможные структуры веществ Б и В.
6. Зависит ли строение Б и В от условий реакции А с HВr? Ответ поясните.
Решение
По уравнению реакции СnH2n + HBr = CnH2n+1Br прореагировало n(HBr)= 12.15/81=0.15 моль
HВr с 0.15 моль алкена, отсюда следует, что М(CnH2n)=56, а его молекулярная формула С4Н8.
Существует 6 веществ, имеющих эту молекулярную формулу — 4алкена и 2 изомерных им
циклоалкана СН2СН2СН=СН2, СН3СН=СНСН3 (цис- и транс-изомеры), (СН3)2С=СН2,
метилциклопропан и циклобутан
Алкены присоединяют бромоводород в соответствии с правилом Марковникова (по
ионному механизму реакции):
СН3СН2СН=СН2 + HBr = CH3CH2CHBrCH3
СН3СН=СНСН3 + HBr = CH3CH2CHBrCH3
(СН3)2С=СН2 + HBr = (CH3)3CBr
При взаимодействии двух изомерных бромбутанов с натрием получают два изомерных
октана:
2CH3CH2CHBrCH3+2Na = CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3
2(CH3)3CBr + 2Na = (CH3)CC(CH3)
Если проводить присоединение бромоводорода в пристутствии органических перекисей
(Перекисный эффект Караша) то реакция присоединения будет протекать против правила
Марковникова. Эти два изомерных бромида по реакции Вюрца дадут два других изомера
октана.
Разбалловка задания
За установление молекулярной формулы алкена - 1 балл
За написание 6 изомеров алкена по 0.5 баллов за структуру (всего 3 балла)
Написание схем 5 реакций -2балла
Обращение правила Марковникова инаписание 4 реакций для 4 изомерных алкенов — 4
балла.
Итого 10 баллов.
Задача 5
Количество водорода, выделяющегося при взаимодействии раствора фосфорной
кислоты с избытком металлического натрия составляет 5% от массы исходного раствора
фосфорной кислоты. Рассчитайте массовую долю исходного раствора фосфорной кислоты.
Решение
При добавлении избытка металлического натрия к раствору фосфорной кислоты
реакция будет протекать как с самой кислотой, так и с водой:
2H3PO4 + 6Na= 2Na3PO4 + 3H2
2H2O + 2Na= 2NaOH + H2
Если концентрацию кислоты принять за х, а массу выделившегося водорода за у, то
масса раствора кислоты, равная 100у/5=20у грамм, будет содержать 0.2ху грамм фосфорной
кислоты и (20у-0.2ху) грамм воды.
Водорода должно выделиться: по реакции 1 — (0.2ху*6/98.2) грамм, по реакции 2 —
(20у-0.2ху)/18 грамм. Составив уравнение (0.2ху*6)/98.2 + (20у — 0.2ху)/18 = у.
Решаем находим что Х=22%
Разбалловка задания
За уравнения реакций по 2 балла (всего 4 балла)
За расчет концентрации ( с учетом воды) — 6 баллов.
Итого 10 баллов.
ого 10 баллов.