Инновационный сетевой проект
Перейти на Учительский сайт Радиной М.В.
МО учителей химии и биологии (перейти на сайт)
Темы на форуме Автор Дата

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ ТРЕТИЙ ЭТАПДомашнее задание / Тесты

 ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ

ТРЕТИЙ ЭТАП                 УСЛОВИЯ ЗАДАНИЙ                      ДЕВЯТЫЙ КЛАСС

 

Задача 9-1.

«113. Реактивная бумага для открытия небольших количеств свободных галоидов (бесцветная иодная бумага).

Приготовление. Нагревают до полного растворения и обесцвечивания      1 гр. йода, 7 гр. кристаллической соды, 3 гр. крахмальной муки и 1/4 л. воды; полученный раствор разводят до 1 л. и им пропитывают белую бумагу. Последняя, от малейших следов свободных галоидов, окрашивается в__________цвет». (А.И. Коренблит. Химические реактивы, их приготовление, свойства, испытания и употребление. - М., 1902. С.183).

 

Определите: 

  1. Концентрацию веществ в растворе, которым пропитывают бумагу (крахмал можно не учитывать).
  2. Напишите уравнение реакции, которая протекает при приготовлении реактива.
  3. Какую среду имеет раствор, используемый для получения реактива (оцените качественно: нейтральная, кислая или щелочная)? Напишите уравнение реакции, определяющей среду раствора.
  4. На примере газообразного галогена напишите уравнение реакции, иллюстрирующей действие индикатора.
  5. В какой цвет окрашивается индикаторная бумага?
  6. Какие газообразные вещества (кроме галогенов) могут дать аналогичную окраску с индикаторной бумажкой? (Приведите два примера уравнений химических реакций).

 

Задача 9-1. Решение. (А.И. Жиров)

  1. Количества исходных веществ:

√(I2) = 0,00394 (моль)

√(Nа2СО3∙10Н2О) = 0,0245 (моль)

3I2 + 3Na2CO3 = NaIO3 + 3CO2↑+5NaI

Тогда в 1 л раствора содержится: 0,0066 моль NаI; 0,0013 моль NаIO3 и 0,0206 моль Nа2СО3. (Расчет концентраций: 3x1=3 балла)

2.    (Уравнение реакции - 2 балла)             3I2 + 3Na2CO3 = 5NaI + NaIO3 + 3CO2

3.      В растворе остался избыток карбоната натрия, который будет определять рН раствора:

Na2CO3 + H2O  NаHСО3 + NaOH или             CO32- + H2O  HCO3- + OH-

Таким образом, раствор будет щелочным (слабощелочным). (Среда, уравнения реакций -1 балл)

4.      (Уравнение реакции - 1 балл)             2NaI + CI2 = 2NaCI + I2

5.    Выделившийся иод с крахмалом дает синее окрашивание индикаторной бумажки. (Окр - 1 балл)

6.      Иод может образоваться за счет сопропорционирования иодида и иодата при подкислении бумажки (в начале произойдет нейтрализация избытка карбоната):          5I- + IO3- + 6H+ → 3I2 + 3H2O

Или при действии окислителя (не галогена) на иодид-ион:          2I- + O3 + H2O →I2 + O2 + 2OH-

Иод может образоваться при действии восстановителя на иодат-ион:

2IO3- + 5SO2 + 4H2O → I2 + 5SO42- + 8H+

Но восстановление иодата протекает в кислой среде, при этом иод может образоваться по реакции сопропорционирования. (Примеры реакций с окислителем и кислотой: 2 x 1 = 2 балла)    (Вс -10 баллов)

 

Задача 9-2.

25 сентября 1791 г. французский химик-технолог Никола Леблан взял патент на «Способ превращения глауберовой соли в соду». Автор так описал технологию получения соды:

«Между железными вальцами превращаются в порошок и смешиваются следующие вещества: 100 фунтов обезвоженной глауберовой соли, 100 фунтов очищенного мела из Мелдона, 50 фунтов угля. Смешивание продолжают при нагревании в пламенной печи. Вещество приобретает вид кашеобразного флюса, пенится и превращается в соду. Образовавшаяся при этом сода отличается более высоким содержанием продукта... Сплав извлекается из печи железными кочергами, после чего помещается для застывания в формы, придающие содовой массе вид блоков... Можно изменять соотношение различных видов сырья, но лишь использование вышеописанных пропорций дает наилучший результат. При этом получается около 150 фунтов соды».

 

  1. Какие «соды» Вы знаете? Приведите их формулы и химические названия.
  2. Каково суммарное уравнение процесса в способе Н. Леблана?
  3. Рассчитайте выход соды по способу Леблана в процентах от теоретического.
  4. Как можно объяснить полученный Вами результат?
  5. Какой из карбонатов - натрия или калия - был в XVIII веке более дешевым и почему?
  6. Почему раствор соды не рекомендуют кипятить в алюминиевой посуде? В ответе приведите необходимые уравнения реакций.

 

Задача 9-2. Решение. (Ю.Н. Медведев)

1. Кристаллическая (стиральная) – Nа2СО3∙10Н2О, кальцинированная – Nа2СО3, каустическая - NаОН, пищевая (питьевая) – NаНСО3. (4 x 1 = 4 балла)

 

2.     (Уравнение реакции - 1 балл)

Na2SO4 + 4C + CaCO3 = Na2CO3 + CaS + 4CO↑

  1. Из данных патента следует, что углерод и карбонат кальция, а исходя из 100 фунтов сульфата натрия можно получить (100 : 142) х 106 = 74,6 ф. карбоната натрия. В таком случае выход составил бы 201%! (1 балл)
  2. Ясно, что такого выхода быть не может. Из описания патента следует, что Леблан не очищал соду от второго продукта реакции — от СаS. Подсчитаем, сколько СаS могло получиться исходя из 100 фунтов сульфата натрия: m(СаS) = (100 : 142) х 72 = 50,7 ф. Следовательно, твердых продуктов реакции получается 74,6 + 50,7 = 125,3 фунта. Это все равно меньше, чем указывает Леблан в патенте. Учтем теперь, что не весь карбонат кальция вступает в реакцию, он взят в избытке и этот избыток составил 100 - (100 : 142) х 100 = 29,6 ф. Тогда общая масса сухого остатка прокаливания равна 74,6 + 50,7 + 29,6 = 154,9 ф., что действительно близко к экспериментальному выходу у Леблана (150 фунтов). Небольшая потеря может соответствовать механическим потерям при «извлечении сплава из печи железными кочергами». (1 балл)
  3. Дешевле был карбонат калия (поташ), который получали из золы растений (зола подсолнечника содержит до 75% поташа). Золу обрабатывали горячей водой и использовали полученный при этом «щелок». (1 балл)
  4. Раствор соды имеет щелочную среду в результате протолиза карбонат-ионов:

CO32- + H2O  HCO3- + OH-                HCO3- + H2O  H2CO3 + OH-            (H2CO3 → CO2 + H2O)

По мере удаления углекислого газа, равновесие смещается вправо, среда становится все более щелочной. В этих условиях возможно растворение алюминия:    2AI + 6OH- + 6H2O → 2[AI(OH)6]3- + 3H2

(2 балла: в оценку входит щелочная среда раствора и реакция алюминия в щелочном растворе. Форма записи продукта, содержащего алюминий, не оценивается)                        (Всего - 10 баллов)

 

Задача 9-3.

Одно из чудес, доступных настоящему мастеру - это изменение внешнего вида металлов. Им можно придать необычный цвет и блеск без применения лаков и красок. Для этого надо всего лишь изменить состояние их поверхности. Предлагаем вам два рецепта «окраски» различных металлов.

«Серебрение любых обезжиренных металлов (разумеется, кроме благородных) проводят в кипящем растворе, содержащем 12 г желтой кровяной соли, 8 г поташа и 0,75 г хлорида серебра в 100 мл воды. Для нанесения достаточно толстого слоя металла, плотно связанного с поверхностью, необходимо 20-30 минут». «Для «окраски» медных изделий растворяют в 100 мл воды 12,5 г карбоната аммония и добавляют 4 мл нашатырного спирта. Полученный раствор кистью наносят на поверхность изделия и получают поверхность зеленоватого цвета».                       (По материалам www.alhimik.ru)

  1. Приведите формулы веществ, используемых в рецептах.
  2. Сколько граммов серебра можно нанести на поверхность железа, используя реактивы, в количествах, приведенных в первом рецепте.
  3. В какой форме серебро и медь могут находиться в этих водных растворах.
  4. Предложите уравнения реакций, протекающих в первом и втором рецептах.
  5. Почему во втором рецепте раствор наносится кистью? Что изменится, если опустить медь в закрытый сосуд со смесью карбоната аммония и нашатырного спирта? Приведите уравнения реакций.
  6. Можно ли вместо карбоната аммония использовать карбонат калия? Ответ аргументируйте.

 

Задача 9-3. Решение. (Ф.Н. Новиков, О.В. Матусевич)

1. Формулы веществ используемых в задаче:

а) Желтая кровяная соль К4[Fе(СN)6] (или К4[Fе(СN)6]∙3Н20, обе формулы верны)

б) Поташ К2СО3 (или К2С03∙1,5 Н20, обе формулы верны)

с) Хлорид серебра АgСI.

d) Карбонат аммония (NН4)2СО3.

е) Нашатырный спирт NН4ОН (или NН3∙Н2О, обе формулы верны)          (4 х О,5 = 2 балла)

2.         Масса хлорида серебра 0.75 г. Все серебро может перейти в металлическую форму.

Число молей АgС1 = 0,75/(108+35.5)=0.75/143.5=0.0052 моль

Тогда масса серебра = 0.0052х 108=0.56 г.                                                                      (1 балл)

3. Серебро и медь присутствует в растворе в виде комплексных соединений (конкр примеры см. п.4).                                                               (1 балл)

4.  АgС1 растворяется только в случае образования комплекса серебра, например, [Аg(NН3)2]+ В данном случае [Аg(СN)2]- (Возможны составы комплексов [Аg(СN)Х]1-Х; х = 3,4)

Тогда реакции, протекающие в растворе:

a) K4[Fe(CN)6 = 4K+ + [Fe(CN)6]4-

b) Полностью нерастворимых веществ не бывает, поэтому в очень малой степени, но протекает реакция AgCI = Ag+p-p + CI-p-p

с) В растворе образуется цианидный комплекс серебра:        [Fe(CN)6]4- + 3Ag+ = 3[Ag(CN)2]- + Fe2+

и равновесие в реакции b) смещается вправо.

d) Далее идет реакция с металлической поверхностью:            2[Ag(CN)2]- + M → M2+ + 2Ag + 4CN-

 (Вместо буквы М может быть написан конкретный металл)       Fe2+ + CO32- = FeCO3 (в осадок)

На поверхности образуется основной карбонат меди [Сu(ОН)]2СО3 (или Сu2(ОН)2СО3). Очевидно, медь также присутствует в виде комплекса с аммиаком [Сu(NН3)4]2+.

а) На поверхности металла всегда присутствует оксид, который в очень малой степени, но переходит в гидроксид. Далее:

b) Реакция образования комплекса Cu2+ + 4NH3.H2O = [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O

с) Дальнейшее растворение меди Cu + [Cu(NH3)4]2+ = 2[Cu(NH3)2]+

d) Окисление меди (I) до меди (II)

4[Cu(NH3)2]+ + O2 + 2H2O + 4NH3 = 4[Cu(NH3)4]2+ + 4OH-

е) Реакция образования основного карбоната меди

2[Cu(NH3)4]2+ + CO32- + 2OH- + 8H2O = [Cu(OH)]2CO3↓ + 8NH3.H2O

(Реакции, приводящие к образованию серебра и основного карбоната меди,        2 + 2 = 4 балла)

5.  Кистью наносится тонкий слой раствора, что ускоряет процесс окисления.

В том случае, если опустить медную пластину в закрытый сосуд, реакции:

4[Cu(NH3)2]+ + O2 + 8NH3 + 2H2O = 4[Cu(NH3)4]2+ + 4OH-            Cu + [Cu(NH3)4]2+ = 2[Cu(NH3)2]+

не пойдут, т.к. не будет кислорода. Т.е. основной карбонат практически не образуется.      (1 балл)

6. Замена карбоната аммония на карбонат калия принципиально ничего не изменит. Т.к. в растворе все равно будет присутствовать аммиак и карбонат анионы.                      (1 балл)      (Всего - 10 баллов)

 

Задача 9-4.

«Chrysler провел презентацию прототипа водородного автомобиля для представителей Пентагона. Необходимый для двигателя водород вырабатывался из щелочи натрия, а проще говоря, мыльного порошка, который был засыпан в бак вместо бензина. По научному топливное вещество называется борогидрат натрия, или просто сода. Она имеется в достатке в природе, в особенности на западном побережье США».                                     (Источник: журнал «За рулем»).

1.  Предложите возможные способы получения водорода из веществ, упомянутых в журнале. Одним из важнейших источников водорода является метан. Предложите промышленный способ получения водорода из метана. (Уравнения реакций).

2.  Водород действительно является очень перспективным топливом, только получить его из соды довольно сложно. Одним из возможных способов получения водорода является электролиз воды. Напишите уравнение реакции электролиза воды.

3.  Рассчитайте, сколько моль водорода выделится и сколько киловатт-часов (кВт-ч) энергии будет затрачено на электролиз воды, если сила тока 5А, напряжение 220В за 500 часов; выход по току составляет 50%.

Уравнение горения водорода можно описать следующим термохимическим уравнением.

2+02 → 2Н20пар + 490,3 кДж, а удельная теплота испарения воды 2,26 кДж/г.

 

4. Состав бензина можно приближенно выразить формулой С9Н18. Плотность бензина 830 кг/м3. Теплота, выделяющаяся при сгорании бензина, составляет в среднем 42 мДж/кг. Считая КПД для водородного и бензинового двигателя одинаковым, рассчитайте, какое расстояние сможет пройти машина на баллоне с водородом объемом 50л (давлении в баллоне 150 атм. (считать 1 атм. = 100000 Па, температура 27°С), если на 100 км тратится 7 л бензина.

 

Задача 9-4. Решение. (Ф.Н. Новиков, О.В. Матусевич)

1.  Из веществ, предложенных в задаче, водород можно получить только из натриевой щелочи, например:2NaOH + 2AI + 6H2O = 2Na[AI(OH)4] + 3H2   (1 балл, форма записи гидроксоалюмината не оценивается)

Водород из метана получают по реакции CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2                 (1 балл)

  1. Уравнение электролиза 2H2Oж. → 2H2 + O2                                                    (1 балл)
  2. Сначала, рассчитаем работу тока A = I.U.t = 5x220x500 = 550 (кВт-ч), что составляет 550x60x60 = 1980000 (кДж). Т.к. КПД 50% то А = 990000 кДж. По уравнению реакции на образование 2 молей жидкой воды уходит 490,3 + (2x18x2,26) = 571,66 кДж, тогда на получение 2 молей водорода потребуется 571,66 кДж. Количество водорода составит 2х(990000/571,66) = 3463,6 (моль).  (4 балла)
    1. Т.к на 100 км тратится 7 литров бензина, то на 100 км расходуется (7x830/1000) = 5,81 кг бензина. Теплота, выделяемая при сгорании этого количества бензина, равна 5,81x42 = 244 (МДж).

Теперь посчитаем теплоту, выделяющуюся при сгорании водорода из бака. Считая водород идеальным газом, его количество в баллоне составляет: рхV/(RТ)= 15мПа х О,05м3/(8,31x300) = 301 (моль).

Т.к. при сгорании 2 моль водорода выделится 490,3 кДж, то при сгорании 300 - 73,8 мДж. Тогда расстояние, которое сможет пройти машина, составит   73,8/244 х 100=30 (км). (3 балла)  (Всего -10 баллов)

Задача 9-5.

II 

Название соли 

Персульфат

Гидросульфит

Фульминат

Роданид

Бикарбонат

Карбонат

Хлорит

Перхлорат

Хлорат

Гипохлорит

I 

Название кислоты 

Изоциановая

Угольная

Двунадсерная

Хлористая

Дитионистая

Хлорноватистая

Тиоциановая

Хлорноватая

Угольная

Хлорная

Соли многих известных Вам неорганических кислот используются в быту и промышленности. Ниже предложен перечень кислот, солей, катионов и применение солей. Ваша задача выписать каждому из названий кислоты (столбец I) название соли этой кислоты (столбец II) и ее применение (столбец III). Каждая строка любого столбца может быть использована Вами не более одного раза.

III 

 Катион / Применение

Na+

Входит в состав газиров. напитков

NH4+

Определение Fe3+

Ca2+

Дезинфекция помещений

Zn2+

Восстановитель при крашении тканей

NH4+

Сильный окислитель

Na+

Отбелка бумажной массы

Pb2+

Пигмент красок и лаков

K+

Входит в состав спичечных головок

Mg2+

Обезвоживание газовых смесей

Hg2+

Инициирующее ВВ

Задача 9-5. Решение. (С.А. Серяков)

I 

Название кислоты 

Хлорноватая

Хлористая

Изоциановая

Хлорноватистая

Хлорная

 

II 

Название соли 

Хлорат

Хлорит

Фульминат

Гипохлорит

Перхлорат

III 

Катион / Применение 

K+

Входит в состав спичечных головок

Na+

Отбелка бумажной массы

Hg2+

Инициирующее ВВ

Са2+

Дезинфекция помещений

Mg2+

Обезвоживание газовых смесей

NH4+

Определение Fе3+

NH4+

Сильный окислитель

Zn2+

Восстановитель при крашении тканей

Pb2+

Пигмент красок и лаков

Na+

Входит в состав газиров. напитков

Роданид

Персульфат

Гидросульфит

Карбонат

Бикарбонат

Тиоциановая

Двунадсерная

Дитионистая

Угольная

Угольная

(По 0.5 х 2 балла за любую правильно определенную пару соответствия.      Всего -10 баллов).

Задача 9-6.

Средневековый способ получения «сапожного» (зеленого) купороса.

«По четвертому способу купорос получают из содержащих его земель и пород. Такие вещества сначала свозят, собирают в кучи, подвергают в течение пяти или шести месяцев действию весеннего или осеннего дождя, летом - жары, а зимой - мороза, часто перемешивая лопатами, чтобы часть, лежащая внизу, оказывалась сверху. Таким образом, все подвергается действию воздуха и остывает. Затем массу прикрывают и складывают под крышей и оставляют в таком виде на шесть, семь или восемь месяцев. Затем достаточное количество ее загружают в наполненный до половины водой чан... Порода остается в чане до тех пор, пока землистые части не осядут на дно, а растворимые части не будут восприняты водой... Когда раствор станет прозрачным, его спускают по желобам в четырехугольные свинцовые чрены, в которых варят до тех пор, пока вода не перестанет превращаться в пар. После этого в раствор кидают растворяющиеся в нем куски листового железа в таком количестве, сколько требует природа раствора, и продолжают его варить, пока раствор не станет насыщенным, что после остывания из него выделяется купорос. Тогда раствор переливают в чаны, бочки и другие сосуды, в которых на протяжении двух или трех дней он застывает. Выделившийся купорос отделяют, кладут в чрен и нагревают, причем он становится жидким. В расплавленном виде его выливают в формы... Таким путем получают чистые и красивые ковриги из купороса... Содержащие купорос колчеданы, принадлежащие к смешанным горным породам, подвергают обжигу и обрабатывают водой подобно колчеданам, содержащим квасцы. Часто из этих минералов получают одновременно квасцы и купорос». (Г. Агрикола. О горном деле и металлургии двенадцать книг. Базель, 1556. - М.:  АН СССР, 1962. С. 525-527).

 

  1. «Купорос получают из содержащих его земель и пород». Какие минералы могут они содержать? (формулы)
  2. Какой состав имеет «зеленый купорос», квасцы, если они содержат один и тот же металл?
  3. Какие химические процессы протекают с минеральным сырьем при годичном выдерживании его в кучах? (Уравнения химических реакций)
  4. Почему процесс «варки» осуществляют именно в свинцовых чренах?
  5. Какие химические процессы происходят при растворении листового железа? (Уравнения химических реакций)
  6. Рассчитайте максимальную массу железа, которая способна растворится в растворе, полученном при обработке 1 т минерала (см. п.1.), считая, что все процессы протекают количественно.

 

Задача 9-6. Решение. (А.И. Жиров)

1. Пирит, железный колчедан: FеS2. (1 балл)

2. FeSO4.7H2O; KFe(SO4)2.12H2O (1 x 2 = 2 балла)

3.       Процессы окисления пирита кислородом воздуха:

2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4

Дальнейшее окисление сульфата железа (II) кислородом воздуха:

4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 = 2Fe2(SO4)3 + 2H2O

При наличии в исходных породах калия из полученного раствора могут кристаллизоваться квасцы KFe(SO4)2.12H2O                                                     (2 балла)

4.       Образующийся раствор содержит серную кислоту. Сульфат свинца малорастворим, поэтому свинец (в отличие от других доступных в те времена металлов и сплавов) устойчив к действию серной кислоты даже при нагревании.                                                                                         (1 балл)

5.        Растворение металлического железа может происходить как за счет восстановления железа (III) до железа (II), так и за счет взаимодействия с раствором серной кислоты:

Fe2(SO4)3 + Fe = 3FeSO4             H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2                                        (2 балла)

6. Независимо от того, насколько был окислен сульфат железа (II), на 1 моль исходного FеS2 образуется 2 моль FеSО4 и растворится 1 моль металлического железа. Тогда на 1 т исходного пирита может раствориться 56:120 = 0,47 (т) металлического железа.                        (2 балла)          (Всего - 10 баллов)

 

 

 

 

 

 

 

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ

ТРЕТИЙ ЭТАП                  УСЛОВИЯ ЗАДАНИЙ                   ДЕСЯТЫЙ КЛАСС 

 

Задача 10-1.

«Лунный элемент»

Э был открыт в 1817 г. шведским химиком Берцелиусом, он же и предложил его название.

Э является сильным ядом, действующим при поступлении в организм подобно мышьяку.

В чистом виде Э твердое вещество, обладающее серым цветом с металлическим отсветом.... Э энергично взаимодействует с фтором, при нагревании с хлором, кислородом. При взаимодействии Э с кислородом можно получить только один оксид, белый, твердый при комнатной температуре Э02.

Кислота, образованная Э, водородом и кислородом (а>(Э)=0,545), способна растворять золото.

Э своих минералов практически не образует, в природе сопутствует сере.

(С.С. Бердоносов, А.И. Жиров. Справочник школьников по неорганической химии. - М., 1997).

 

1. Назовите элемент Э. Ответ обоснуйте.

2. Напишите реакции Э с фтором, хлором, кислородом.

3. Установите формулу кислоты и напишите уравнение реакции этой кислоты с золотом.

4. Э образует с серой соединение под названием сульсен, которое используют в медицине. Какова может быть формула этого соединения?

 

Задача 10-1. Решение. (Дима Игнатьев)

Эпиграф задачи, а также то, что этот элемент в природе сопутствует сере, должны подсказать, что искомый элемент - селен (греческое слово «селене» означает «Луна»). К этому же заключению можно прийти, произведя расчеты молярной массы элемента по его содержанию в кислоте. Составим таблицу и методом перебора найдем М(Э).

Формула

НЭО

Н2Э02

НЭ02

Н2Э03

НЭ03

Н2Э04

НЭ04

Валентность

1

2

3

4

5

6

7

М(НXОY)

17

34

33

50

49

66

65

М{кислоты)

37,4

74,7

72,5

109,9

107,7

145

142,8

М(Э)

20,4

40,7

39,5

59,9

58,7

79

77,8

Э

Nе(?)

-

Аг(?),К(?)

-

Ni

Se

-

Учитывая, что на водород и кислород приходится 45,5%, можно определить молярную массу кислоты, а по ней элемент.

Для кислот состава Н3ЭO4 и Н3ЭО3 по процентному содержанию ближе всего подходит мышьяковая кислота, но мышьяк отпадает по условию (например, по формуле оксида).

Таким образом, элемент селен - Sе

Кислота селеновая – H2SеО4

2Se + 5F2 = SeF4 + SeF6                                (I)

Se + 2CI2 = SeCI4                                          (2)

Se + O2 = SeO2                                              (3)

Реакция с золотом (4)

2Au + 7H2SeO4 = 2H[Au(SeO4)2] + 3H2SeO3 + 3H2O или   6H2SeO4 + 2Au = Au2(SeO4)3 = 3SeO2 + 6H2O

В реакции получается соединение Аu3+ и Sе+4

Учитывая, что сера находится в группе выше, чем селен, она является более электроотрицательным элементом, и возможная формула сульсена SеS2

 

Система оценивания 

1. Установление селена (без расчетов)                                         1 балл

Обоснование выбора селена по формуле кислоты 2 балла

Формула кислоты                                                                           1 балл

Уравнения реакций 2,3                               п              о 1 баллу   2 балла

Уравнение 1 (если указаны оба продукта)                                   1 балл

(если только один любой)                                                              0,5 балла

      Уравнение 4                                                                                    2 балла

      в уравнении должны быть соединения Аu3+ и Sе+4

Формула сульсена                                                                           4 балла

 

Задача 10-2.

В книге «Химические реактивы, их приготовление, свойства, испытание и употребление» (составитель А.И. Коренблит. М., 1902.) описано лабораторное получение вещества X:

«Для лабораторного приготовления нужно брать для сухой перегонки не слишком большое количество уксуснокальциевой соли, предварительно хорошо высушенной, после непродолжительного прокаливания начинает гнаться X, собирать его следует в хорошо охлаждаемый льдом приемник. Реакция получения X протекает довольно правильно по уравнению (СН3СОО)2Са = Х+У

Первоначальная очистка полученного таким образом X должна заключаться в перегонке его с содой для нейтрализации ... кислоты (I). Дальнейшая очистка производится перегонкой X с небольшим количеством двухромовокалиевой соли (2) для окисления некоторых побочных продуктов.

... Если необходимо иметь возможно более чистый препарат, то пользуются способностью X давать с сернистокислым натрием (3) или калием кристаллическое соединение.

Свойства. Бесцветная, легкоподвижная жидкость нейтральной реакции, своеобразного приятного эфирного запаха, жгучая на вкус, горит светящимся пламенем. Растворяется в спирте, эфире, хлороформе и воде, отличный растворитель для многих органических соединений (смол, жиров и др.). Тк=56,3", уд. в. 0,800».

 

1. Установите формулу Х и У, если известно, что У - твердое вещество, встречающееся в природе в виде минерала, при действии на который соляной кислоты выделяется газ без цвета и без запаха.

  1. Каково название X. Приведите хотя бы одно название минерала, содержащего У.
  2. Напишите уравнение реакции разложения уксуснокальциевой соли.
  3. Напишите формулы веществ 1, 2 и 3.
  4. Напишите уравнение реакции X с сернистокислым калием.

 

Задача 10-2. Решение. (О.К. Лебедева)

Вещество X является органическим растворителем. Тогда У является солью кальция. При действии соляной кислоты на нерастворимую соль кальция (минерал) выделяется бесцветный газ - это углекислый газ, а соль кальция - это карбонат кальция. Уравнение реакции

(CH3COO)2Ca = (CH3)2CO + CaCO3

Вещество X - (СН3)2СО - ацетон

Минерал - известняк, мрамор, кальцит, исландский шпат, арагонит

Вещество 1 - уксусная кислота – CH3COOH     Вещество 2 – K2Cr2O7         Вещество 3 – KHSO3

(CH3)2CO + KHSO3 = (CH3)2C(OH)SO3K

Система оценивания

Установление У                                                                              2 балла

Уравнение разложения ацетата кальция                          2 балла

Установление ацетона                                                                   3 балла

Любое одно название минерала (и если больше)                        0,5 балла

Вещества                       по 0,5 балла                                              1,5 балла

Уравнение с гидросульфитом калия                                 1 балла

 

Задача 10-3.

«Приготовление... Горькая или английская соль получается растворением магнезита в серной кислоте (I). Раствор процеживается, упаривается до 40˚В и подвергается кристаллизации.

Свойства. ...Водные растворы показывают среднюю реакцию. Дает с сернокислыми солями щелочных металлов двойные соли (2). При 132˚ теряется…..паев…..последний пай выделяется только при 240˚. Обладает слабительными свойствами и горьким вкусом....

Испытание. Раствор горькой соли, смешанный с избытком хлористого аммония и небольшим количествам аммиака должен давать от прибавления фосфорнокислого натрия белый кристаллический осадок (У). Азотнокислый барий должен давать в водных растворах английской соли белый осадок (X), нерастворимый в кислотах». (Цитировано по «Химические реактивы, их приготовление, свойства, испытание и употребление». М., 1902).

 

1.  Установите состав английской соли, если известно, что при 132° теряется 44% по массе, а масса твердого остатка после прокаливания при 240° составляет 48,8% от исходной массы соли.

2. Напишите уравнения реакций 1 и 2.

3. Сколько паев и какого вещества должно быть написано вместо пропусков в тексте?

4. Каков состав осадка V и X?

 

Задача 10-3. Решение. (О.К. Лебедева)

Получение под действием серной кислоты, реакция английской соли с нитратом бария позволяют предположить, что это сульфат. Использование магнезита как реагента для получения горькой соли и реакция образования осадка при добавлении к английской соли фосфата натрия в присутствии соединений аммония позволяют заключить, что речь идет о сульфате магния. Потери в массе при довольно невысоких температурах свидетельствуют о том, что английская соль является кристаллогидратом, т.е. МgSO4*nН2О. Пусть взяли 100 г английской соли, тогда масса безводной соли (сульфат магния не разлагается до плавления) после прокаливания составляет 48,8 г. Найдем молярную массу английской соли

M(MgSO4*nH2O) = (100*120)/48,8 = 246 г/моль        Отсюда n = (246 – 120)/18 = 7          (MgSO4*7H2O)

При нагревании при 132° потеря массы составляет 246*0,44 = 108 г, что соответствует 6 молекулам воды. В тексте должно быть «теряется 6 паев воды».

Реакция 1.     MgCO3 + H2SO4 = MgSO4 + CO2 + H2O

Реакция 2 MgSO4 + K2SO4 + 6H2O = K2Mg(SO4)2*6H2O

(примечание: используют насыщенные растворы)

Осадок У - магнийаммоний фосфат NH4MgPO4                         Осадок X - сульфат бария ВаSО4

Система оценивания

Установление сульфата магния                                                     1 балл

Расчет состава английской соли                                                   3 балла

Уравнение 1 (если карбонат)                                                         1 балл

(если другая соль магния)                                                              0,5 балла

Уравнение 2                                                                                    1 балл

Расчет потери массы и числа паев воды                          2 балла

Осадок У                                                                                          1,5 балла

Осадок X                                                                                          0,5 балла

Задача 10-4.

Ниже приведена схема превращений металла X. Определите этот элемент, продукты В-F и напишите уравнения всех химических реакций.

 

 

Задача 10-4. Решение. (А.В. Задесенец)

Из приведенной схемы следует, что металл X может проявлять валентности II(ХСI2), III(ХСI3), VI (К2ХО4). Отсюда следует, что это d-металл, находящийся в 6-8(б) подгруппах Периодической системы. Из известных металлов (Сг, Мn, Fе, Ni, Со, Мо, W, Рt, Рd и др.) Мо и W покрытые сверхпрочной оксидной пленкой, практически не растворяются в НСI, как и платина. Ni, Со, Рt, Рd не дают устойчивых соединений VI. Таким образом, металл X может быть железо, марганец или хром. При взаимодействии К2ХО4 с НСI получается ХСI3, что позволяет исключить марганец, а образование ХI2 в реакции с НВr исключает хром. Хромат с НВг даст СгI3 . Таким образом, остается железо.

X – Fe           B – Fe(C5H5)2          C – KFe[Fe(CN)6]или Fe4[Fe(CN)6]3             E – FeCO3       F – K4[Fe(CN)6]

Уравнения реакций

Fe + 2HCI = FeCI2 + H2

Fe + 2FeCI3 = 3FeCI2

FeCI2 + 2Na(C5H5) = Fe(C5H5)2 + 2NaCI

2FeCI2 + CI2 = 2FeCI3

2FeCI3 + 3Br2 +16KON = 2K2FeO4 + 6KBr + 6KCI + 8H2O

2K2FeO4 + 16HCI = 2FeCI3 + 3CI2 + 4KCI + 8 H2O

K2FeO4 + 8HI = 2FeI2 + 2I2 + 4KI + 4H2O

FeI2 + Na2CO3 = FeCO3 + 2NaI

FeI2 + Na2C2O4 = FeC2O4+ 2NaI

FeC2O4 + 6KCN = K4[Fe(CN)6] + K2C2O4

FeC2O4 = FeO + CO + CO2

FeO + CO = Fe + CO2

FeCI3 + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] +3KCI

Система оценивания

Выбор железа                                                                                              2 балла

Вещества В, С, Е, F        по 0,5 балла                                            2 балла

Уравнения реакций    по 0,5 балла*12                              6 баллов

При выборе хрома все оценивается с коэффициентом 0,5

 

Задача 10-5.

Соединение А (формула С7Н6О2) плохо растворяется в воде, но хорошо растворяется в водном растворе гидроксида натрия с образованием соли Б (формула С7Н302Nа). В результате взаимодействия соли Б с бромной водой образуется соединение В, в котором массовая доля брома составляет 54,054%. Восстановлением 12,2 г соединения А водородом на платиновом катализаторе при 20°С получено 10,8 г соединения Г.

1. Установите формулы соединений А. Б, В и Г.

2. Напишите уравнения реакций.

3.Определите выход в реакции получения вещества Г.

 

Задача 10-5. Решение. (В.И. Теренин)

Состав соединения С7Н6O2 позволяет предположить, что в его составе имеется ароматический фрагмент. Реакция со щелочью с образованием соли дает основание заключить, что вещество А способно проявлять кислотные свойства. Это могла бы быть бензойная кислота, но соли бензойной кислоты не бромируются. Тогда А может проявляет кислотные свойства за счет фенольной группы.

Предполагаемая формула вещества A – HO – C6H4 – CHO, M = 122 г/моль.

Реакция взаимодействия А со щелочью:

 

Формула Б – NaO – C6H4 – CHO               Реакция Б с бромом:

 

Реакция А с водородом при данных в задаче условиях приводит к образованию вещества Г:

 

M(HO-C6H4-CHO) = 122 г/моль

M(HO-C6H4-CH2OH) = 124 г/моль

При 100% выходе из 12,2 г вещества А получилось бы 12,4 г вещества Г.

Отсюда выход вещества Г = 10,8/12,4 = 0,871 = 87,1%

Ответ:

 

Система оценивания

Установление формул соединений

А                      &nb


Своё Спасибо, еще не выражали..

Автор новостиadmin Теги новости
Новость опубликована 2-06-2010, 15:51, её прочитали 14 658 раз.
Версия для печати
Похожие публикации:
Написать комментарий
Ваше Имя:
Введите Ваше реальное имя, или ник.
Ваш E-Mail:
Внимание! Вводите реально действующий адрес email.
Текст комментария:
Внимание! Текст комментария не должен нарушать правила сайта
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Код безопасности:
Введите код с картинки
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив