Департамент образования Ярославской области Центр образования школьников «Олимп»

Департамент образования Ярославской области
Центр образования школьников «Олимп»
Всероссийская олимпиада школьников 2011-2012 учебного года
Химия, 10 класс, муниципальный этап
Время выполнения – 4 часа
Авторы-составители:
Котов Александр Дмитриевич, профессор кафедры общей и биоорганической химии
ЯрГУ им. П.Г. Демидова, доктор химических наук,
Прошлецов Александр Николаевич, методист Городского центра развития образования
г. Ярославля
Напутствие учителям
Мы все к двадцатилетнему возрасту были бы великими химиками, математиками,
ботаниками, зоологами, если бы в детстве жгучее любопытство ко всему окружающему не
ослабевало бы в нас.
К.И. Чуковский
Напутствие школьникам
Ваше (жизненное) время ограничено… Не позволяйте шуму чужих мнений перебить ваш
внутренний голос. И самое главное, имейте храбрость следовать вашему сердцу и интуиции. Они
каким-то образом уже знают, кем вы действительно хотите стать. Все остальное вторично.
Стив Джобс
Задание 1. Алюминий и его соединения. Из «класса» в «класс»… (max: 8 баллов)
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений, укажите условия их
протекания.
4
Na[Al(OH)4]
Al(NO3)3
. .
8
Al(OH)3
5
2
3
6
Al2O3
7
Al
1
Na[Al(OH)4]
Задание 2. Прокали и рассчитай! (max: 11 баллов)
При прокаливании (t1000оС) смеси, содержащей равные количества (моль) сульфата,
нитрата и карбоната одного и того же металла со степенью окисления +2 (Ме+2) масса смеси
уменьшилась на 46.6 г.
Определите формулы трех указанных солей и их массы в начальной смеси, если известно,
что содержание в ней металла составляет 30.00%.
Информация к размышлению: Температура 1000оС достаточна для разложения нитрата и
карбоната, но недостаточна для разложения сульфата.
Подсказка. Термическое разложение нитратов (см. ряд напряжений):
Нитрат металла, стоящего левее магния даст нитрит металла и кислород.
Нитрат металла (Mg – Cu) даст оксид металла, оксид азота (IV) и кислород.
Нитрат металла, стоящего правее меди даст металл, оксид азота (IV) и кислород.
Химия, муниципальный этап, задания, 10 класс, 2011 – 2012 учебный год
Задание 3. Смеси газов. (max: 13 баллов)
Часть 1 и часть 2 не связаны между собой. Начните с любой части!
Часть 1. Анализ смеси: Н2 + алкан + алкен
Смесь газов состоит из водорода, некоторого алкана и некоторого алкена, причем число
атомов углерода в молекулах углеводородов одинаково.
Эксперимент 1. При полном сгорании 100 мл исходной смеси получено 210 мл углекислого
газа (н.у.).
Эксперимент 2. При пропускании 100 мл исходной смеси над никелевым катализатором
наблюдали уменьшение объема до 70 мл (причем алкен и водород отсутствовали в продуктах
реакции) (н.у.).
Назовите углеводороды, присутствующие в исходной смеси. Рассчитайте объемные доли
газов в начальной смеси. Рассчитайте плотность (г/л) при н.у. первоначальной газовой смеси.
Какова относительная плотность по водороду этой смеси?
Часть 2. Разделение смеси газов химическим путем
Разделите химическим путем смесь газов, состоящую из оксида серы (IV), этилена и метана
на индивидуальные компоненты (газы), то есть хочется иметь по отдельности газы, входящие в
смесь.
Задание 4. Наша «газовая» безопасность (max: 7 баллов)
Природный газ, который мы используем в хозяйстве, запаха не имеет. Тогда почему, если
чайник залил газовую плиту, мы бежим на кухню, так как в квартире появился «запах газа»?
В природный газ для нашей безопасности вводят меркаптаны – органические производные
сероводорода, содержащие алкильный радикал, связанный с группой -SH.
Определите меркаптан, если известно, что при сжигании 5 мл низкокипящей жидкости с
плотностью 0.839 г/см3 и запахом гниющей капусты, чеснока, лука и нечистот одновременно
образовалось 3.66 г паров воды, 3.03 л (н.у.) углекислого газа, 4.33 г оксида серы (IV).
1. Установите молекулярную и структурную формулы меркаптана. Напишите уравнение
его сгорания.
2. Сколько граммов оксида магния можно получить при взаимодействии 3.03 л (н.у.)
углекислого газа, полученного ранее, с избытком магния при повышенной температуре?
Задание 5. «130 лет реактиву Толленса» (1881 – 2011) (max: 11 баллов)
Необходимо распознать вещества: 1) бутин-1; 2) бутин-2; вещество Х.
O
Информация о веществе Х: элементный состав С; Н; О; содержит группу
C
H
.
Для распознавания этих веществ учитель попросил лаборанта приготовить реактив
Толленса – раствор [Ag(NH3)2]OH – гидроксид диамминсеребра (I).
Справка 1. При взаимодействии алкинов (СnH2n-2), имеющих конечное расположение
тройной связи, с реактивом Толленса, образуется осадок ацетиленида серебра.
Справка 2. При взаимодействии реактива Толленса с веществами, которые имеют
O
C
альдегидную группу
(при нагревании) образуется серебро («серебряное зеркало») по
H
схеме:
2
Химия, муниципальный этап, задания, 10 класс, 2011 – 2012 учебный год
O
O
+
R C
R C
[Ag(NH3)2]OH
+
ONH4
H
Ag
+
...
Шаг 1. Приготовление реактива Толленса.
Реагенты:
Твердые: серебро (порошок)
Растворы: HNO3(конц.)
NaOH
Раствор газа NH3 в воде
NH3 + Н2О
NH3•Н2О
NH4+ + OHЗапишите уравнения реакций приготовления реактива Толленса.
Шаг 2. Что есть вещество Х, то есть СxHyOz, если известно, что при полном сгорании 9.0 г
этого вещества образуется 0.3 моль СО2 и 0.3 моль Н2О?
80 < Mr(X) < 100
Выведите истинную формулу этого вещества, запишите, используя структурные формулы,
O
два изомера, содержащие по одной группе
C
каждый.
H
Шаг 3. Запишите возможные реакции реактива Толленса с бутинами и двумя изомерами
вещества Х.
3