Задания с критериями оценивания
2 тура межрегиональной многопрофильной олимпиады школьников по химии «Менделеев» 2015 г.
11-1. Восстановите левую часть уравнений реакций.
→ t 2Fe2O3 + 2FeCl3
→ t 3Cu↓ + CuCl2 + N2↑ + 2CO2↑ + 6H2O
→ CaCl2 + 2S↓ + 2H2O
→ 6S↓ + 4MnO2↓ + 2KHCO3 + K2CO3
→ 2NH3↑ + CaCO3↓
→ CO2↑ + 2HCl
→ 2Na2CO3 + O2↑
→ t 3Fe↓ + N2↑+ 3H2O
→ NO↑ + FeCl3 + NaCl + H2O
→ t 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
11-1. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
Восстановите левую часть уравнений реакций. 6FeO + 3Cl2 → t 2Fe2O3 + 2FeCl3 2Cu2(OH)2CO3 + 2NH4Cl → t 3Cu↓ + CuCl2 + N2↑ + 2CO2↑ + 6H2O Ca(HS)2 + 2Cl2 → CaCl2 + 2S↓ + 2H2O 3CS2 + 4KMnO4 + H2O → 6S↓ + 4MnO2↓ + 2KHCO3 + K2CO3 CaCN2 + 3H2O → 2NH3↑ + CaCO3↓ COCl2 + 2H2O → CO2↑ + 2HCl 2Na2O2+ 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑ 3FeO + 2NH3 → t 3Fe↓ + N2↑+ 3H2O FeCl2 + NaNO2 + 2HCl → NO↑ + FeCl3 + NaCl + H2O 4HNO3 → t 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O | 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 |
Итого: 20 баллов
11-2. При нагревании 1,000 грамма некоторой соли образуется три оксида: твердый (0,878 г), жидкий (0,0354 г) и газообразный (0,0866 г) (агрегатное состояние приведено для 25 0С и 1 атм). С помощью расчетов определите формулу соли и напишите реакцию ее разложения.
11-2. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
| Наиболее вероятным жидким оксидом является вода. Исходя из этого, определим молярную массу газообразного оксида: 0,0866/(0,0354/18) = 44. Наиболее вероятный оксид с такой массой – CO2. Тогда первоначальная соль является основным карбонатом тяжелого металла, разлагающимся по уравнению: (MOH)2CO3 = 2MO + H2O + CO2 (для двухвалентного металла). Определим молярную массу оксида металла: 0,878/(0,0354/18) = 446,4Чn. В случае двухвалентного металла n (соотношение между коэффициентами перед водой и оксидом металла в уравнении разложения соли) составляет 0,5. Получаем молярную массу оксида металла 223,2, которая соответствует PbO. (PbOH)2CO3 = 2PbO + H2O + CO2 | 4 4 4 4 4 |
Итого: 20 баллов
11-3. Зубная эмаль на 75 % состоит из основного фосфата кальция. Приведите брутто-формулу этого соединения, если известно, что его молярная масса равна 502 г/моль. Напишите уравнение реакции основного фосфата кальция с фторидом натрия (важный компонент зубной пасты) в кислой среде. В чем заключается защитное действие фторида натрия на зубную эмаль?
11-3. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
| Формулу основного фосфата кальция можно найти перебором, однако разумнее упростить себе задачу. Пусть количество атомов Ca2+ – x, остатков OH– – y, а остатков PO43– – z. Тогда из условия электронейтральности: 2x - 1y - 3z = 0. Кроме того, отметим, что z ≤ 5, поскольку иначе будет превышена молярная масса 502 г/моль. Перебирая z, находим подходящее решение: x = 5, y = 1, z = 3, т. е. формула основного фосфата кальция Ca5(OH)(PO4)3. Он реагирует с NaF, образуя малорастворимый фторид кальция (см. таблицу растворимости), который защищает поверхность зубов. В простой форме:2 Ca5(OH)(PO4)3 + 2 NaF + 2 HCl = CaF2 + 2 NaCl + 3 Ca3(PO4)2 + 2 H2O Более точно: Ca5(OH)(PO4)3 + NaF + HCl = Ca5F(PO4)3 + NaCl + H2O | 5 5 10 |
Итого: 20 баллов
11-4. Углеводороды А и Б относятся к соединениям, отвечающим общей формуле CnH2n-2. Оба углеводорода имеют одинаковое число атомов углерода в молекулах. Один из углеводородов реагирует с бромной водой и раствором перманганата калия на холоду, другой в эти реакции не вступает. Предложите возможные варианты строения этих углеводородов. В какие реакции, и при каких условиях будут вступать оба углеводорода? Приведите уравнения реакций.
11-4. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
| Согласно условию задачи, один УВ не должен содержать кратных связей, т. к. он не вступает в реакции с бромной водой и раствором перманганата калия на холоду (реакция Вагнера). Его молекула содержит на 4 атома водорода меньше, чем молекула алкана с тем же числом атомов углерода. Это означает, что в состав молекулы входят два цикла, не дающих реакции присоединения. Такими соединениями могут быть дициклогексил (С12Н22) или дициклопентил (С10Н18)
СН3 (СН2)6СН═СН─СН2─СН═СН2 или СН3 (СН2)9СН≡СН Оба УВ реагируют с хлором или бромом, но при разных условиях. Предельные УВ (дициклогексил или дициклопентил) вступают в реакции замещения с бромом и хлором на свету. Непредельные УВ реагируют с растворами галогенов, присоединяя их по кратным связям. Оба УВ горят.С12Н22 + 17,5О2 = 12СО2+ 11Н2О | 5 5 5 5 |
и другие.Итого: 20 баллов
11-5. А. Спланируйте синтез пропаналя, используя в качестве исходного органического вещества 2-хлорпропан и любые неорганические реагенты и катализаторы. Приведите соответствующие уравнения реакций.
Б. Спланируйте синтез пропанола-1, используя в качестве исходного органического вещества этан и любые неорганические реагенты и катализаторы. Приведите соответствующие уравнения реакций.
11-5. Критерии оценивания
Решение | Число баллов |
А)
Б)
| 8 12 |
Итого: 20 баллов
