Московская городская олимпиада школьников по химии. Окружной этап. 2008 г. » 10 класс ◊

1.Каждое из четырех веществ, три из которых являются простыми веществами, а четвертое — оксидом некоторого элемента, способно взаимодействовать с тремя остальными. Предложите возможные формулы таких веществ и приведите уравнения соответствующих химических реакций.

2.Карбид кальция и вода могут стать сырьем для получения таких химических соединений как: а) этан, б) уксусная кислота, в) этилен и полиэтилен, г) винилхлорид и поливинилхлорид, д) бензол. Напишите уравнения реакций получения этих соединений, имея в своем распоряжении карбид кальция, воду и любые другие неорганические вещества.

3.Из какого вещества в результате последовательно протекающих реакций окисления, обмена и замещения можно получить, не используя другие органические вещества, 3-нитробензойную кислоту? Напишите уравнения реакций и укажите условия их протекания.

4.Для обесцвечивания одинаковых объемов бромной воды равной концентрации требуются различные количества двух изомеров. Приведите примеры двух пар таких изомеров, напишите уравнения соответствующих реакций.

5.Газообразный углеводород объемом 10 мл смешали с 70 мл кислорода. Полученную смесь подожгли. По окончании реакции и после конденсации паров воды объем газовой смеси составил 65 мл. При пропускании полученной газовой смеси через раствор гидроксида натрия, взятый в избытке, её объем уменьшился до 45 мл. Определите молекулярную формулу углеводорода, считая, что объемы газов измерены при нормальных условиях.

6.Письмо Д.И. Менделееву.
«Милостивый государь! Разрешите мне при сем передать Вам оттиск сообщения, из которого следует, что мной обнаружен новый элемент ……. Сначала я был того мнения, что этот элемент заполняет пробел между сурьмой и висмутом в Вашей замечательно проникновенно построенной периодической системе и что этот элемент совпадает с Вашей экасурьмой, но все указывает на то, что здесь мы имеем дело с эка……. Я надеюсь вскоре сообщить Вам более подробно об этом интересном веществе; сегодня я ограничиваюсь лишь тем, что уведомляю Вас о весьма вероятном триумфе Вашего гениального исследования и свидетельствую вам свое почтение и глубокое уважение.
Преданный ………… ………….
Фрайберг, Саксония.
26 февраля 1886 года.»

Кто написал письмо Д.И. Менделееву?
Один из немногочисленных минералов, который образует упомянутый в письме Д.И. Менделееву элемент, содержит также серу и серебро. Массовые доли серы и серебра в минерале составляют соответственно 17,06% и 76,50%. Установите формулу минерала и дайте его название. Приведите уравнение реакции сплавления минерала с содой в присутствии калийной селитры. Как можно выделить простое вещество, о котором шла речь в письме, из полученного сплава? Где оно используется?
Какие существуют методы очистки данного простого вещества?


Решения:

Вещества простые: Al — алюминий, C — углерод, O₂ — кислород, оксид — FeO — оксид железа (II).

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Возможны другие варианты ответа.

2.В основе производства целого ряда химических соединений лежит реакция получения ацетилена из карбида кальция и воды:
СаС₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + С₂Н₂↑
Исходя из ацетилена, можно получить все указанные в задании соединения:

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


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


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



5.При полном сгорании углеводорода С_хН_y образуется оксид углерода (IV) и вода
10 25 20
С_хН_y + (х + 0,25у)О₂ → хСО₂ + 0,5yН₂О
Вода по условию задачи конденсируется, и в газообразном состоянии остаются оксид углерода (IV) и избыточный кислород. При пропускании этой газовой смеси через раствор щелочи, взятой в избытке, углекислый газ полностью поглощается:
СО₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + Н₂О
В газообразном состоянии остается только избыточный кислород, объем которого равен 45 мл. Следовательно, на сжигание 10 мл углеводорода расходуется 70 – 45 = 25 мл кислорода, а углекислого газа образовалось 65 – 45 = 20 мл.
Хорошо известно, что объемные соотношения между реагирующими газами пропорциональны их молярным соотношениям:
1) ν(С_хН_y) : ν(О2) = 10 : 25 или 1/х + 0,25у = 1/2,5; 2,5 = х + 0,25у (1)
2) ν(С_хН_y) : ν(СО₂) = 10 : 20 или 1/х = 1/2; х = 2 (2)
Из уравнения (1) находим у:
2,5 = 2 + 0,25у; у = 2.
Следовательно, формула искомого углеводорода С₂Н₂.

6.Из условия электронейтральности
1 x 76,50 / 107,87 + n x 6,44 / n(Э) – 2 x 17,6 / 32,07 = 0
1227,16 x М(Э) = 22278,48 x n

следует, что М(Э) = 18,15 x n
При n = 4 М(Э) = 72,6 => Ge
Ag_xGe_yS_z
x : y : z = (76,50/107,87) : (6,44/72,6) : (17,06/32,07) = 0,7091 : 0,0887 : 0,5320 = 8:1:6
Ag₈GeS₆ или GeS₂·4Ag₂S — германит
Письмо написано Клеменсом Винклером.

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

При обработке плава разбавленной серной кислотой образуется GeO₂·xH₂O.
Далее GeO₂·xH₂O подвергают термической обработке, получают GeO₂.
Затем восстанавливают GeO₂.

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

Очистка производится методами зонной плавки, выращиванием монокристаллов из расплава.