Московская городская олимпиада школьников по химии 2004/ 2005 уч. год / Городской этап / Задания и решения/ 10 класс

10-1. Качественная реакция на альдегиды — реакция серебряного зеркала — представляет собой взаимодействие альдегидов с аммиачным раствором оксида серебра.

1. Какие химические неточности содержатся в названии "аммиачный раствор оксида серебра?". Что в действительности представляет собой этот реактив?

2. Неизвестный альдегид маccой 1,5 г ввели в реакцию с избытком аммиачного раствора оксида серебра. При этом было получено 21,6 г металлического серебра. Какой альдегид был взят?

10-2. Одинаковые навески двух веществ — соединений одного и того же металла с кислородом и с водородом — полностью прореагировали с водой с образованием растворов 1 и 2. На нейтрализацию раствора 1 израсходовано в 1,625 раз больше соляной кислоты, чем на нейтрализацию раствора 2. Определите неизвестный металл и напишите уравнения упомянутых реакций.

10-3. Предложите химические реакции, позволяющие осуществить следующие превращения и выделить все указанные вещества в индивидуальном виде. Каждая стрелка может соответствовать как одной стадии, так и нескольким.

NH3 NO HNO3 (NH4)2SO4 NH4Cl N2

10-4.В лаборатории стоят пять колб с водными растворами различных веществ. На каждой колбе имеется этикетка с названием. На первой колбе написано "иодид калия", на второй – "карбонат калия", на третьей – "соляная кислота", на четвертой – "хлорид меди" и на пятой – "гидроксид бария". К сожалению, этикетки перепутаны, так что ни один из растворов не подписан правильно. При сливании раствора из первой колбы с раствором из второй колбы выделяется газ, а при сливании содержимого первой колбы с содержимым третьей колбы образуется белый осадок.

1. Какие растворы в действительности находятся в каждой из колб?

2. Напишите уравнения реакций, упомянутых в условии.

3. Какие еще реакции можно провести между указанными веществами?

10-5.Газообразный тритий T2подвергается радиоактивному b-распаду с образованием газообразного гелия (изотопа 3He). Во сколько раз изменится давление в сосуде по истечении двух периодов полураспада трития? Температуру считать постоянной.

10-6. Вещество А состава C3H6Br2 ввели в реакцию с избытком спиртового раствора гидроксида калия при нагревании. При этом был получен углеводород Б, который вступает в реакцию с водой в присутствии соли ртути с образованием вещества В. При нагревании вещества Б с активированным углем при 600°С выделено два изомерных углеводорода Г и Д. При бромировании в присутствии хлорида железа(III) вещество Г образует одно монобромпроизводное, а Д — три монобромпроизводных. Определите строение веществ А—Д, напишите уравнения упомянутых реакций. Какие изомеры возможны для вещества А?


Решения



10-1

а. Реактив готовят обычно растворением нитрата серебра в водном растворе аммиака, то есть слова "аммиачный раствор" не соответствуют действительности, так как растворителем является вода.

В растворе также находится не оксид серебра, а комплексное соединение: [Ag(NH3)2]OH

б. RCHO + 2 [Ag(NH3)2]OH = RCOONH4 + 2 Ag + 3 NH3 + H2O

расчет: 21,6 г серебра составляют 0,2 моль. Значит альдегида было взято 0,1 моль. Таким образом, его молярная масса 1,5 ? 10 = 15. Очевидно, что такого не может быть.

Остается предположить, что речь идет о формальдегиде, который окисляется по обеим карбонильным группам

HCHO + 4 [Ag(NH3)2]OH = (NH4)2CO3 + 6 NH3 + 2 H2O + 4 Ag

Проверим предположение: 0,2 моль серебра получается из 0,05 моль формальдегида. Тогда его молярная масса должна составить 30 г/моль, что соответствует условию.

10-2.

Условно считаем металл одновалентным, т.е. определяем эквивалент

MH R MOH, MOH + HCl = MCl + H2O

0,5 M2O R MOH, MOH + HCl = MCl + H2O

Расчет: определяем массу HCl (у) на m г оксида металла. Пусть х - атомная масса металла.

Тогда (х + / m = 36,5 / y y = 36,5 m /(x + .

Аналогично для гидрида металла

(х + 1) / m = 36,5 / 1,625 y y = 36,5 m /1,625 (x + 1).

Решение системы относительно х дает 10,2 - такого металла не существует.

Остается предположить, что соединение с кислородом является не оксидом, а пероксидом. Тогда 0,5 M2O2RMOH, MOH + HCl = MCl + H2O

Тогда (х + 16) / m = 36,5 / y y = 36,5 m /(x + 16), y = 36,5 m /1,625 (x + 1).

Решение дает х = 23, неизвестный металл - натрий.

Уравнения реакций

NaH + H2O = NaOH + H2

Na2O2 + H2O = оцениваются любые разумные продукты - H2O2 или О2.

10-3.

NH3R NO RHNO3R (NH4)2SO4 R NH4Cl RN2

(1) 1 стадия, окисление с кат.

(2) 1-2 стадии

(3) Mg + HNO3 = NH4NO3 + Mg(NO3)2

NH4NO3 + NaOH = NH3 + NaNO3

2 NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

(4) (NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2 NH4Cl

(5) NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O

4 NH3 + 3 O2 = 2 N2 + 6 H2O

10-4.

(1) колба 1 + колба 2 = газ.

Газ образуется только при реакции карбоната с кислотой.

Значит первая и вторая колбы - это карбонат калия и соляная кислота. При этом карбонат калия не может находиться во второй колбе, так как на ней написано "карбонат калия", а все надписи не соответствуют действительности.

Поэтому карбонат калия находится в первой колбе, а соляная кислота - во второй.

колба 1 + колба 3 = белый осадок.

K2CO3 + колба 3 = белый осадок.

Единственный возможный вариант для третьей колбы - гидроксид бария (CuCl2 образует с карбонатом зеленый осадок, а иодид калия не образует с ним осадка).

Надписи на четвертой и пятой колбе остается просто поменять местами, так как все растворы подписаны неправильно.

Таким образом, мы получили.

1. K2CO3, 2. HCl, 3. Ba(OH)2, 4. KI, 5. CuCl2

(2) Реакции, упомянутые в условии: K2CO3 + 2 HCl = 2 KCl+ H2O + CO2,

K2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3 + 2 KOH

(3) Кроме того, указанные вещества могут вступать в следующие реакции:

2 CuCl2 + 2 K2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3 + 4 KCl + CO2

Ba(OH)2 + 2 HCl = BaCl2 + 2 H2O

CuCl2 +Ba(OH)2 = Cu(OH)2 + BaCl2

2 CuCl2 + 4 KI = 2 CuI + I2 + 4 KCl

10-5.

T2 R 2 3He + b

Пусть N исходное число молекул трития.

При распаде образуется 2N молекул газа. За один период полураспада распадается N/2 молекул и получается N/2 ? 2 = N (Всего в смеси находится N/2 + N молекул) После второго периода полураспада снова распадается половина имеющегося трития, т.е. N/4. Остается N/4 молекул трития. Получается N/2 молекул гелия. Общее число молекул в смеси N/4 + N + N/2 = 7/4 N. Давление увеличилось в 7/4 раза.

10-6.

Судя по реакции с водой в присутствии солей ртути, углеводород Б содержит тройную связь. Следующая реакция представляет собой тримеризацию, при которой образуется бензольное кольцо. Всю схему реакций можно изобразить следующим образом:


[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Возможные изомеры вещества А, которые при отщеплении способны дать углеводород Б:
CHBr2-CH2-CH3 и CH2Br-CHBr-CH3

Что-то тут не то в картинке по п. 10-6! А нельзя ли поправить, а то дети не поймут?

Уважаемый,Reddragon.
Досодная оплошность,которую мы уже исправили.
Спасибо за помощь.