Всероссийская олимпиада школьников по химии в 2017/2018 учебном году школьный этап
ПО ХИМИИ
В 2017/2018 УЧЕБНОМ ГОДУ
ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП
11 класс
Решения
Задание 11- 1
С детства всем знакома зеленка – раствор органического красителя бриллиантового зеленого, которым обычно смазывают ссадины и порезы. Бриллиантовым зеленым пропитаны марлевые подушечки на бактерицидном пластыре отечественного производства. Определите формулу бриллиантового зеленого CxHyNаSвOс, если известно, что при сгорании 0,01 моль этого соединения образуется 0,18 моль воды и выделяется 6,048 л (н. у.) диоксида углерода, причем суммарная массовая доля азота, серы и кислорода равна 0,2562, а мольное соотношение N : S : O в веществе равно 2 : 1 : 4.
Критерии оценивания:
Так как мольное соотношение N : S : O в веществе равно 2 : 1 : 4, запишем формулу CxHyN2zSzO4z | 1 б |
CxHyN2zSzO4z + O2 → XCO2 + 1/2Y H2O + …. | Определено число атомов С и Н в молекуле 3 б |
n(H) = 2n(H2O) = 0,36 | |
n(CO2) = 6,048 / 22,4 = 0,27 моль n(C) = 0,27 моль | |
n(CxHyN2zSzO4z) : n(C) : n(Н) = 0,01 : 0,27 : 0,36 = 1 : 27 : 36 | |
Следовательно, формула C27H36N2zSzO4z | |
Так как щ(N, S, O) = 0,2562; щ(С, Н) = 0,7438 | 1 б |
М (CxHyN2zSzO4z) = (12 · 27 + 1 · 36) / 0,7438 = 484 г/моль | Определено число атомов N, S, O в молекуле 4 б |
12 · 27 + 1 · 36 + 14 · 2z + 32 · z + 16 · 4z = 484 z = 1 | |
C27H36N2SO4 | |
Итого | 9 б |
Задание 11-2
Составьте уравнения реакций по схеме:
A → B → С → D,
в которой все вещества содержат хлор: в первой реакции один из атомов принимает 3 электрона, вторая – реакция диспропорционирования, а третья – внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция.
Критерии оценивания:
Составлены уравнения реакций в соответствии с требованиями по 2 б | 6 б |
За полное выполнение задания | +2 б |
Итого: | 8 б |
Задание 11-3
В смеси глицина и цистеина (HS – CH2 – CH(NH2) – COOH) число атомов кислорода в 2 раза больше числа Авогадро. Вычислите объем этанола (пл. 0,8 г/мл), который теоретически необходим для проведения реакции этерификации с этой смесью.
Критерии оценивания:
H2N – CH2 – COOH + C2H5OH → H2N – CH2 – COO – C2H5 + H2O | 1 б |
HS – CH2 – CH(NH2) – COOH + C2H5OH → HS – CH2 – CH(NH2) – COO – C2H5 + H2O | 1 б |
Предложена формула глицина. | 1 б |
Так как число атомов кислорода в 2 раза больше числа Авогадро, то количество вещества атомов кислорода равно 2 моль. n(О) = 2 моль | 1 б |
В молекуле глицина и в молекуле цистеина по 2 атома кислорода, поэтому n(смеси аминокислот) : n(О) = 1 : 2. n(смеси аминокислот) = 1 моль | 2 б |
Аминокислоты в реакции этерификации взаимодействуют со спиртом в отношении 1:1. Следовательно, n(этанола) = n(смеси аминокислот) = 1 моль | 2 б |
m(этанола) = 1 · 46 = 46 г | 1 б |
V(этанола) = 46 / 0,8 = 57,5 мл | 1 б |
ИТОГО | 10 б |
Задание 11-4
В четырех склянках без этикеток находятся прозрачные растворы гидроксида бария, сульфата цинка, карбоната натрия и разбавленной серной кислоты.
Определите содержание каждой склянки, не используя других реактивов, и проводя минимальное число операций.
Составьте подробный, шаг за шагом, план экспериментальной деятельности. Составьте уравнения протекающих реакций. Укажите признаки, по которым можно идентифицировать растворы исходных веществ.
Критерии оценивания:
Номер строки | Вещество | Ba(OH)2 | ZnSO4 | Na2CO3 | H2SO4 |
1 | Ba(OH)2 | - | BaSO4↓ Zn(OH)2↓ | BaCO3↓ | BaSO4↓ |
2 | ZnSO4 | BaSO4↓ Zn(OH)2↓ | - | ZnCO3·Zn(OH)2* (CO2)** | |
3 | Na2CO3 | BaCO3↓ | ZnCO3·Zn(OH)2* (CO2)** | - | CO2↑ |
4 | H2SO4 | BaSO4↓ | - | CO2↑ | - |
* Осадок ZnCO3·Zn(OH)2 или Zn2(OH)2CO3
** СО2 показан в скобках, так как он может выделяться, а может и не выделяться: все зависит от соотношения реагентов.
Дана характеристика осадков | |
BaSO4 ↓– белый нерастворимый в кислотах осадок | 0,5 + 0,5 б |
Zn(OH)2↓ – белый объемистый осадок, растворимый и в кислотах, и в щелочах | 0,5 + 0,5 б |
BaCO3↓ – белый растворимый в кислотах осадок | 0,5 + 0,5 б |
ZnCO3↓ – белый растворимый в кислотах осадок | 0,5 + 0,5 б |
Zn2(OH)2CO3 – белый растворимый в кислотах осадок | 0,5 + 0,5 б |
CO2 – газ бесцветный, в ходе реакции наблюдается «вскипание» | 0,5 б |
Составлены уравнения реакций: | |
Ba(OH)2 + ZnSO4 = BaSO4↓ + Zn(OH)2↓ | 0,5 б |
Ba(OH)2 + Na2CO3 = BaСO3↓ + 2NaOH | 0,5 б |
Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2Н2О | 0,5 б |
2ZnSO4 + 2Na2CO3 + Н2О = ZnCO3·Zn(OH)2 + CO2 + 2Na2SO4 | 1 б |
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + Н2О | 0,5 б |
Составлена таблица, предложены комментарии (составлен план экспериментальной деятельности) | 1 б 2,5 б |
Итого: | 12 б |
Задание 11-5
Смесь хлорида железа (III) и карбоната натрия растворили в избытке воды, образовавшийся осадок отделили. При прокаливании осадка масса его уменьшилась на 2,7 г. В сухом остатке, полученном в результате выпаривания надосадочной жидкости и удаления кристаллизационной воды, массовая доля хлора составила 50%. Вычислите массу исходной смеси солей.
Критерии оценивания:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl | 1 б |
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O | 1 б |
n(H2O) = 2,7 / 18 = 0,15 моль | 0,5 б |
По уравнению реакции (2) n(Fe(OH)3) = 0,1 моль | 0,5 б |
По уравнению реакции (1) n(FeCl3) = 0,1 моль n(Na2CO3) = 0,15 моль | 0,5 б 0,5 б |
Сделан на основании расчетов вывод о том, что в избытке находится карбонат натрия ɷ(Cl в NaCl) = 35,5 / 58,5 = 0,606 ɷ(Cl в FeCl3) = 35,5·3 / 162,5 = 0,655 Чтобы в сухом остатке массовая доля хлора составила 50%, в избытке должен быть карбонат натрия, не содержащий хлора. | 2 б |
m(FeCl3 в исх. смеси) = 0,1 · 162,5 =16,25 г | 0,5 б |
m(Na2CO3, вступ. в р-цию) = 0,15 · 106 =15,9 г | 0,5 б |
n(NaCl) = 0,3 моль m(NaCl) = 0,3 · 58,5 = 17,55 г | 0,5 б 0,5 б |
Найдена масса карбоната натрия, оставшегося в избытке 0,5 = 0,3 · 58,5 / (17,55 + Х), где Х – масса карбоната натрия, оставшегося после реакции Х = 3,75 г | 1,5 б |
Масса исходной смеси 16,25 + 3,75 + 15,9 = 35,9 г | 0,5 б |
ИТОГО | 9 б |
