ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ШКОЛЬНОГО ТУРА ПРЕДМЕТНОЙ ОЛИМПИАДЫ. ХИМИЯ. 11 КЛАСС.

ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ШКОЛЬНОГО ТУРА ПРЕДМЕТНОЙ ОЛИМПИАДЫ. ХИМИЯ. 11 КЛАСС. Время выполнения – 4 часа. 1.  В   пронумерованных   склянках   находятся   растворы   карбоната   натрия, сульфата меди (II), гидроксида натрия, этиленгликоля, глюкозы, щавелевой (этандиовой) кислоты, этанола, этаналя. Как,   используя   только   чистые   пробирки   и   нагревательный   прибор, распознать все вещества? Запишите уравнения использованных вами реакций.  5,5 балла 2. Дана схема превращений, запишите уравнения реакций, обозначенных в схеме, в структурном виде, укажите условия протекания этих реакций.  2 NaOHC 7 2 5  HC 6 6  NOHC 2 5 6  16 HС 7   NHC 7 6 6 OHC 7 NCl  8 HC HC 7  6 HC     4 6 8 NBr 3 4 балла 3. Обсудите возможность взаимодействия следующих веществ: а) аммиак и серная кислота; б) красный фосфор и азотная кислота; в) бутадиен – 1,3 и бром. Напишите уравнения реакций, укажите условия их протекания. Если реакции   могут   приводить   к   разным   веществам,   укажите,   в   чем   состоит различие в условиях проведения этих процессов.  Каждое уравнение реакции – 0,5 балла 4. Сколько   мл   25   %­ного   раствора   гидроксида   калия   (плотность   1,23 г/мл) нужно затратить на проведение гидролиза 15 г смеси, состоящей из этилацетата, изопропилформиата, метилпропионата? 3,5 балла 5. В 40 г насыщенного водного раствора хлорида железа (II) внесли 10 г безводной соли. Полученную смесь нагрели до полного растворения соли, а затем   охладили   до   исходной   температуры.   При   этом   выпало   24,3   г кристаллогидрата. Установите формулу кристаллогидрата, если известно, что насыщенный раствор содержит 38,5 % безводной соли. (Кристаллогидраты – это   вещества,   содержащие   в   кристаллической   решетке   воду,   их   формулы записываются   так:   соль ,   точка   обозначает   химическую   связь,   а   не умножение.) OH 2 n 4,5 балла 6. К раствору, содержащему 3,88 г смеси бромида калия и йодида натрия, добавили 78 мл 10 %­ного раствора нитрата серебра с плотностью 1,09 г/мл. Выпавший осадок отфильтровали, оставшийся раствор может прореагировать с 13,3 мл соляной кислоты с концентрацией 1,5 моль/л. Вычислите массовые доли   солей   в   исходной   смеси,   объем   хлороводорода,   необходимый   для приготовления израсходованной соляной кислоты. 6 баллов Ответы и решения 1. Составим план распознавания. Сульфат меди отличается от остальных растворов по цвету (голубой). Прильём его ко всем остальным растворам. Там, где выпал синий осадок, находился гидроксид натрия, а там, где выпал осадок и начал выделяться газ, – карбонат натрия. Далее нужно приготовить гидроксид меди из сульфата меди и гидроксида натрия и добавить его ко всем оставшимся веществам. Там, где была щавелевая кислота, гидроксид меди растворится,   и   раствор   станет   светло­голубым,   там,   где   глюкоза   и этиленгликоль, – образуется интенсивно­синий раствор, где этаналь и этанол, –   изменений   нет.   Нагреем   пробирки,   где   появился   синий   раствор   и   где изменений не было. Там, где появится оранжевый осадок оксида меди (I), находились глюкоза и этаналь. (За полный план распознавания – 2 балла, за каждое нераспознанное вещество снимается 0,25 балла.) Запишем уравнения реакций (за каждое уравнение – 0,5 балла): CuSO4 + 2NaOH  Na2SO4 + Cu(OH)2;  2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O  2Na2SO4 + (СuОН)2СО3 + CО2; HOOC–COOH + Cu(OH)2  Cu(C2O4) + 2 H2O;     СН2 – ОН 2                       + Cu(ОН)2      СН2 – ОН Н СН2 – О           О – СН2                  Cu                   + 2Н2О; СН2 – О          О  – СН2 Н О     С 2               + Cu(ОН)2  Н     СН2ОН     С                        СН2ОН О Н О ОН     СН2ОН Cu НО О Н О С + 2Н2О; СН3СНО + 2Cu(OH)2   Cu(OH)2COOH + 2H2O + Cu2O; С5 Н11О5СHO + 2Cu(OH)2  С5Н11О5СООН + 2Н2О + Cu2O. 2.   Дегидроциклизация   гептана   с   последующим   дегидрированием   до образования толуола: С7Н16  C7H8 + 4Н2; окисление толуола: 5С6Н5 СН3 + 6KMnO4 + 9H2SO4   5С6Н5СООН + 3К2SO4 + 6MnSO4 + 14Н2О; нейтрализация бензойной кислоты: С6Н5COOH + NaOH    С6Н5COONa + H2O; прокаливание бензоата натрия с щёлочью: С6Н5COONa + NaOH    С6H6 + Na2CO3; нитрование   бензола   в   присутствии   серной   концентрированной   кислоты: С6Н6 + HNO3  C6H5NO2 + H2O; восстановление   нитробензола   (реакция   Зинина):   C6H5NO2+   3H2     C6H 5NH2 + 2H2O; взаимодействие анилина с хлороводородом: С6Н5NH2 + HCl   С6Н5 NH3Cl; взаимодействие анилина с бромной водой: С6Н5NH2 + 3Br2    C6H2 Br3NH2 + 3НВr. (Каждое уравнение реакции – 0,5 балла.) 1 а) Аммиак с серной кислотой может реагировать в недостатке с образованием кислой соли и в избытке с образованием средней соли:  NH3 + H2SO4  NH4HSO4; 2NH3 + H2SO4  (NH4)2SO4. б)   Фосфор   может   реагировать   как   с   концентрированной,   так   и   с разбавленной   азотной   кислотой:   Р   +   5HNO3    Н3РО4  +   5NO2  +   Н2О;   3Р + 5HNO3  + 2Н2О    3Н3РО4  + 5NO. Присоединение брома к бутадиену может идти по 1 и 2 атомам углерода; по 1 и 4, по 1, 2, 3 ,4: СН2 = СН – СН = СН2 + Вr2  СН2Вr – СНВr – СН = СН2; СН2 = СН – СН = СН2 + Вr2  СН2Вr – СН = СН – СН2Вr; СН2 = СН – СН = СН2 + 2Вr2  СН2Вr – СНВr – СНВr – СН2Вr. (Каждое уравнение реакции – 0,5 балла.) 1 Каждое уравнение реакции –  0,5 балла, определение количества изомерных эфиров 15:88= 0,17 моль  (0,5 балла); определение массы КОН 0,17 ∙ 56 = 9,52 г (0,5 балла). Определение массы раствора щёлочи 9,52 ∙ 0,25 = 38,08 г  (0,5 балла). Определение объёма щёлочи 38,08 : 1,23 = = 30,96 мл (0,5 балла). 1. Определим   массу   растворенного   вещества   в   растворе   после охлаждения   раствора.   Масса   раствора   40   +   10   –   24,3   =   25,7   г  (0,5 балла). Массовая доля соли 0,385, значит, масса соли 0,385 ∙ 25,7 = 9,9 г (0,5 балла).  В исходном растворе было 40 ∙ 0,385= 15,4  г соли  (0,5 балла). В составе кристаллогидрата в осадок выпало 15,4 + 10 – 9,9 = 15,5 г соли (0,5 балла). Тогда воды в составе кристаллогидрата 24,3 – 15,5 = 8,8 г (0,5 балла). Если записать формулу кристаллогидрата FeCl2 ∙ nН2О, то будет верна пропорция:  M(FeCl2) / m(FeCl2)  =  nM(H2О) / m(Н2О)  или  127/15,5 =  18n/8,8,  откуда n = 4 (2 балла). 1 Запишем уравнения реакций между нитратом серебра и бромидом калия, йодидом натрия, соляной кислотой. (Все уравнения реакции – 1 балл.) Найдём   количество   хлороводорода:   C   ∙   V=   0,0133   л   ∙   1,5   моль/л   = = 0,02 моль. (0,5 балла.) Найдём количество нитрата серебра:  ∙ V(p­p) /М = 1,09 ∙ 78 ∙ 0,1/170 = 0,05 моль. (0,5 балла.) На   взаимодействие   с   солями   пошло   0,05   –   0,02   =   0,03   моль   нитрата серебра. (0,5 балла.) Пусть  бромида  калия  было  х  моль,  а  йодида  натрия – у моль,  тогда х + у = 0,03; масса солей, выраженная через количество вещества и молярные массы, равна 3,88 = 119х + 150у. Получили систему уравнений, из которой х = 38,2 0,02   моль   (2 балла),  m  =  119 ∙ 0,02 =   2,38 г  (0,5 балла),   =  88,3 % КВr, тогда NaI 38,66 % (0,5 балла). Объём хлороводорода: 0,02 – 22,4 = 0,448 л (0,5 балла).  = 61,34 Всего 27 баллов.