ХИМИЯ – 2015/2016
ОЛИМПИАДА
10 класс
Тур 2
Задание 1.
Запишем уравнение реакции
Fe + СuSО4 = Сu + FeSО4 (1)
МFe = 55,8 г/моль (1), МСu = 63,5 г/моль (1)
Изменение массы пластины происходит за счет выделении металлической меди (прибыль) и перехода железа в раствор (убыль) (2).
Значит, если в раствор перейдет 1 моль Fe, то столько же моль Си осядет на пластину и изменение ее массы будет равно 63,5 - 55,8 = 7,7 г (2).
При растворении 55,8 г Fe масса пластины увеличилась на 7,7 г, а при растворении х г Fe масса увеличилась на 0,75 г (2) .
Следовательно, масса растворившегося железа составит
11 баллов
Задание 2.
По совокупности свойств, т. е. по поведению в реакциях с кислотами и гидроксидом натрия заключаем: металл I — серебро (2) (Си не подходит по окраске); металл II — алюминий (2); металл III — цинк (2). Запишем уравнения происходящих реакций:
2Al + 6НС1 = 2А1С13 + 3Н2 (1)
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 (1)
Ag + 2HNO3 (конц.) = AgNO3 + NO2 + H2O (1)
Al + HNO3 (конц.) ≠
Zn + 4HNО3 (конц.) = Zn (NО3) 2 + 2NO2 + 2H2О (1)
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2 [Zn (OH) 4] +H2 (1)
2A1 + 6NaOH + 6H2О = 2Na3 [A1 (OH)6 ] +3H2 (1)
12 баллов
Задание 3.
При сожжении 0,500г соединения В получено 0,2387 г СО2 содержащего 0,065 г углерода, и 0,0815 г Н2О, содержащей 0,009 г водорода. На долю брома приходится 0,426 г.
Формула вещества СxHyBrz,
x:y:z =
: 
: 
= 3:5:3 (2)
Вещество В представляет собой 1,2,3-трибромпропан (М=280,3), что согласуется с измеренной молекулярной массой М=2* 140,3= 280,6.
Общая формула вещества D СхНyOz, причем x:y:z = 8:16:1 (вычисляется аналогично предыдущему), т. е. простейшая формула С8Н16О. Из описания химического поведения соединения D следует, что оно представляет собой одноосновную (монокарбоновую) кислоту и поэтому должно иметь формулу С16Н32О2 или С15Н31СООН, т. е. D – пальмитиновая кислота. (2)
В ходе синтеза вещества приведены реакции:
С15Н31СООН + Ag+ С15Н31СООAg (2)
(2)
Соединение А представляет собой жир – трипальмитат глицерина или глицерид пальмитиновой кислоты. Жиры используются как пищевые продукты и в мыловарении. Бромид серебра, образующийся побочно в процессе синтеза жира, применяется для изготовления фотографической эмульсии для фотопленок, фотопластинок и фотобумаги. (2)
10 баллов
Задание 4.
Соединение Х принадлежит к ароматическому ряду (судя по условию гидрирования). Вероятно, продукт его окисления перманганатом калия – карбоновая кислота общей формулы СхНy(COOH)n. Массовая доля кислорода в продукте окисления равна:
32n/(12х+y+32n+12n+n) = 0,262,
откуда при n=1 получается 12х+y=77, т. е. х=6, y=5. Таким образом, продукт окисления Х – бензойная кислота, а Х – монозамещенное производное бензола, например, толуол, бензиловый спирт или бензойный альдегид. (3)
Выбрать одно из этих веществ можно, проанализировав мольные соотношения. Гидрокарбонат натрия реагирует как с бензойной кислотой, так и с избытком серной кислоты:
С6Н5СООН + NaHCO3 = С6Н5СООNa + СО2 + H2O , (1)
H2SO4 + 2NaHCO3 = Na2SO4 + 2 СО2 + 2H2O (1)
Выделяющийся газ пропускают через раствор Са(ОН)2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O (1)
При избытке углекислого газа часть осадка может раствориться:
CaCO3 + СO2 + H2O = Ca(HCO3)2 (1)
Осадка CaCO3 образовалось 0,02 моль; тогда как исходного Ca(OH)2 было 0,05 моль. Это означает, что через известковую воду пропустили либо 0,02 моль (недостаток), либо 0,08 моль (избыток) СО2. Далее необходимо написать три уравнения реакций окисления производных бензола смесью KMnO4 + H2SO4 и определить, в каком случае при добавлении NaHCO3 выделяется ровно 0,02 или 0,08 моль СО2.
Реакция окисления бензилового спирта:
5С6Н5СН2ОН + 4КMnO4 + 6H2SO4 = 5C6H5COOH + 2K2SO4 + 4 MnSO4 + 11H2O (1)
При окислении 5,4/108 = 0,05 моль спирта образуется 0,05 моль бензойной кислоты и расходуется 0,06 моль серной кислоты (остается 0,075-0,06=0,015 моль). Из данных количеств кислот при нейтрализации как раз выделяется 0,05+0,015*2=0,08 моль СО2. Таким образом, искомое вещество – бензиловый спирт. Ответ: Х – С6Н5СН2ОН. (2)
10 баллов
Общая сумма 43 баллов
