РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ ПО ХИМИИ. 9 КЛАСС 9-1 Решение

РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ ПО ХИМИИ.
9 КЛАСС
9-1. Определите простейшую формулу вещества, в котором массовые доли натрия,
фосфора и кислорода составляют 34,59, 23,31 и 42,10% соответственно. (7 б.)
Решение
1). Пусть формула вещества будет NaxРyOz. Тогда x:y:z= ν(Na): ν(P): ν(O)=
:
.
3 балла
2) Если взять m(NaxРyOz)=100г, то m(Na)=34,59 г; m(Р) = 23,31г; m(О) =42,10г.
x:y:z = 34,59/23 : 23,31/31 : 42,10/16 = 1,504 :0,752: 2,63 = 2 : 1 : 3,5 = 4:2:7
3 балла
Простейшая формула вещества Na4Р2O7.
1 балл
Ответ: Na4Р2O7
9-2. Для окисления 20 л неизвестного газа потребовалось 10 л кислорода, а для
восстановления 20 л этого же газа – 20 л водорода (объемы газов измерены при
одинаковых условиях). Установите формулу газа и напишите уравнения обеих
реакций.
9 баллов
Решение.
1) К веществам, способным в одних случаях окисляться, в других восстанавливаться,
можно, например, отнести NO, СО и CH2O.
3 балла
Уравнения реакций окисления:
2NO + O2 → 2NO2;
2CO + O2 → 2CO2;
2CH2O + O2 → 2HCOOH;
Число молей газов в этих реакциях и, соответственно, объемы газов в два раза больше
числа молей кислорода, что согласуется с условием задачи.
3 балла
Уравнения реакций восстановления:
2NO + 2Н2 → N2 + 2Н2O;
CO + Н2 → C + Н2O;
CH2O + Н2 → СН3ОН.
Число молей газов в этих реакциях и, соответственно, объемы газов равны числу молей
водорода, что также согласуется с условием задачи.
3 балла
9-3. В 1744 г французский химик Руэль впервые чётко разделил соли на средние, кислые
и оснóвные. Однако долгое время эти понятия продолжали путать.
В статье «Новый способ получения вполне насыщенного углекислого кали» (1802 г.)
известный русский химик Товий Ловиц указал на химические различия между средними и
кислыми солями, а также описал способ приготовления одной из таких солей:
«Обыкновенный кали есть соль, химически пересыщенная своим основанием... Соль же,
вполне насыщенную угольной кислотой, называют углекислым кали... Для получения
углекислого кали холодный раствор обыкновенного кали в двойном количестве воды
постепенно насыщают какой-либо слабой кислотой, например уксусом, растворенным в
большом количестве холодной воды, при перемешивании деревянной лопаточкой. Так
продолжают до тех пор, пока не обнаружится первый признак разогревания... Здесь
действуют осторожно, поскольку та часть угольной кислоты, которой углекислый кали
обязан состоянием своей полной насыщенности, настолько слабо связана с кали, что при
одном лишь нагревании мало-помалу улетучивается...
Из двух фунтов обыкновенного кали мне удалось получить примерно 7 унций
углекислого кали».
1. Приведите современные формулы обыкновенного кали и углекислого кали.
2. Запишите 2 уравнения реакций, описанных Т.Ловицем.
3. Как обычно получали обыкновенный кали в XVII-XVIII в.в.? Какое другое
название закрепилось в химии за обыкновенным кали?
4. Оцените выход углекислого кали по рецепту Т.Ловица.
Для справок: 1 аптекарский фунт равен 12 унциям, 1 унция равна 29,86 г.
15 баллов
Решение.
1. Обыкновенный кали – К2СО3, углекислый кали – КНСО3.
2.
К2СО3 + СН3СООН → КНСО3 + КСН3СОО
3 балла
t
2КНСО3 
 К2СО3 + Н2О + СО2↑
o
3 балла
3. Карбонат калия получали из золы растений. Так, зола подсолнуха содержит до 75%
К2СО3. Золу нагревали с водой, полученный щелок фильтровали и упаривали. Более
привычное название карбоната калия – поташ.
3 балла
4. В соответствии с уравнением реакции:
К2СО3 + СН3СООН → КНСО3 + КСН3СОО
из 2 фунтов (717 г) карбоната калия должно получиться 523 г (17,5 унций)
гидрокарбоната калия. Практический выход равен 7/17,5 ·100 = 40%, что связано с
большой растворимостью гидрокарбоната калия и большими потерями при
перекристаллизации.
6 баллов
9-4. Изоэлектронные молекулы (молекулы, имеющие одинаковое число электронов)
обладают близкими характеристиками межмолекулярного взаимодействия, параметрами
химической связи. В таблице приведены значения, характеризующие химическую связь и
межмолекулярное взаимодействие для O2, N2, NO и CO.
I
II
III
IV
Энергия связи, кДж/моль
945,3
1076,4
631,6
493,6
Длина связи, нм
0,1098
0,1282
0,1151
0,1207
Дипольный момент, Д
0
0,11
0,16
0
Ткип., оС
-195,8
-191,5
-151,7
-182,97
Тпл., оС
-210
-205
-163,7
-218,8
(Дипольный момент – величина, характеризующая асимметрию распределения
положительных и отрицательных зарядов в электрически нейтральной системе
(молекуле). Два одинаковых по величине заряда +q и –q образуют электрический диполь с
дипольным моментом равным  = ql. где l – расстояние между зарядами. 1Д (Дебай) =
0,33310-30 Клм)
1. Определите, какому из веществ (O2, N2, NO и CO) соответствуют данные столбцов I –
IV (укажите, на основе каких данных Вы сделали это отнесение).
2. Какие из приведенных молекул являются изоэлектронными?
3. Определите кратность связи в молекулах (O2, N2, NO и CO).
4. Приведите по одному примеру реакций лабораторного получения O2, N2, NO и CO (по
одному примеру).
Решение.
1. Для двухатомных молекул простых веществ (неполярная связь) дипольный момент
равен 0 Д, следовательно, I и IV – N2 или O2, а II и III – CO и NO. Энергия связи I
существенно больше, чем IV, следовательно, I – N2, IV – O2. Равенство энергий связи I
и II, близость их температур кипения и плавления, показывают, что II - CO (молекула
изоэлектронная с N2 см. п.2). Тогда, III – NO (с этим согласуется и промежуточное
значение энергии связи между I и III, и длина связи в NO близка к сумме ковалентных
радиусов I и IV: 1/2(0,1098 +0,1207) = 0,1153 (нм).
2 балла
2. Суммарное число электронов в молекуле N2 равно 7 + 7 =14; CO – 6 + 8 =14; NO – 7 + 8
= 15; O2 – 8 + 8 = 16. Изоэлектронные молекулы – N2 и CO (обладают близкими
значениями энергии связи, температур плавления и кипения).
2 балла
3. Кратность связи в молекуле N2 – 3 (тройная связь в молекуле), аналогичное значение и
для CO. Для O2 кратность связи равна 2, а для NO – промежуточное значение (меньше,
чем для N2, но больше, чем для O2), т.е. 2,5.
2 балла
4. Примеры реакций лабораторных способов получения O2, N2, NO и CO:
2H2O2 = 2H2O + O2
NH4Cl + NaNO2 = NaCl + N2 + 2H2O
2KNO2 + 2KI + 2H2SO4 = 2K2SO4 + I2 + 2NO + 2H2O
HCOOH = H2O + CO
4 балла
9-5. При взаимодействии 31 г фосфора с хлором выделилось 400 кДж теплоты и и
образовалась смесь хлоридов фосфора (III) и (V). Определите объем прореагировавшего
хлора(н.у.), если теплоты образования хлорида фосфора(III) и хлорида фосфора (V) равны
318 и 455 кДж/моль соответственно.
6 баллов
Решение
1) Записываем термохимические уравнения реакций и рассчитываем количество вещества
фосфора, вступившего в реакции:
Р(тв) + 1,5 Cl2(газ)
Р(тв) + 2,5 Cl2(газ)
→РCl3(ж)
→РCl5(ж)
+ 318 кДж
+ 455 кДж
ν(P)= 31/31 = 1 моль
2 балла
2) Обозначим количество вещества фосфора, вступившего в первую реакцию за х и
количество вещества фосфора, вступившего во вторую реакцию за у. Составим
пропорцию по первой реакции :
по второй реакции:
1 моль Р выд. 318 кдж
а х моль
318 х
выделилось
455 у
Составим систему уравнений и решим ее:
х +
у
=
1
318 х + 455 у= 400
у=1- х
Подставляем 318 х +455(1- х)= 400
137 х = 55; х = 0,401
у = 0,599
2 балла
3) Рассчитываем количество вещества вступившего в обе реакции хлора и определяем его
объем:
ν (Cl2) = 1,5 х + 2,5 у= 0,401·1,5 + 0,599·2,5 = 2,1 моль
V(Cl2) = 2,1·22,4= 47 л.
Ответ 47 л.
2 балла
10 КЛАСС
10-1
Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой превращений:
+ Н2; t,Fe
+О2; t,Рt
О2
О2,Н2О
СuO
t
азот
Х1
Х2
Х3
Х4
Сu(NO3)2
СuО+Х5 +Х6
Вычислите по указанной схеме объемный состав газовой смеси (Х5 и Х6) после реакции,
если в реакцию вступило 3,36 л азота.
10 баллов
Решение
t, Fe
→ 2NH3
t, Pt
2) 4NH3+ 5O2 → 4NO + 6H2O
1) N2 + 3H2
3) 2NO + O2
↔ 2NO2
1 балл
2 балла
1 балл
4) 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
1 балл
5) 4HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
1балл
6) 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
2 балла
Если учесть, что весь азот переходит в NO2, то ν(N2) =
= 3.36/22.4= 0.15 моль
ν(NO2) = 2 ν (N2) = 0,3 моль;
(NO2) = 22,4 · 0,3= 67,2 л.
По уравнению (6) объем кислорода составляет четверть объема диоксида азота:
6,72/4=1,68 л.
2 балла
Ответ: 1,68 л кислорода и 6,72 л азота.
10-2
Известны различные способы придать неспелым арбузам товарный вид.
Oдни пичкают арбузы селитрой, другие шприцуют марганцовкой, третьи помещают в
фургоны с недоспелыми арбузами некие капсулы или баллоны с газом этиленом,
способствующим быстрому покраснению арбузных внутренностей. Последний метод
безопаснее всего, поскольку этилен - природный фитогормон и выделяется, например,
гнилыми фруктами, вследствие чего положенные рядом с гнилушками незрелые плоды
быстрее созревают.
1. Напишите формулы упомянутых веществ.
2. Напишите в сокращенно-ионном виде уравнение реакции между «повышателями
товарного вида», если арбуз, обработанный перманганатом калия, долгое время лежит
рядом с гнилыми плодами. Каков будет, по вашему мнению, цвет арбузной мякоти?
3. Исходным веществом для получения марганцовки обычно служит природный минерал
пиролюзит, из которого предварительно готовят твердый манганат (VI) калия K2MnO4,
потом его переводят в раствор и подвергают окислению, используя хлор или озон.
Напишите уравнения всех упомянутых реакций получения марганцовки из пиролюзита.
10 баллов
Решение
1. KNO3, KMnO4, C2H4
1 балл
2. Среда в арбузе слабокислая, кожура арбуза повреждена во время шприцевания,
тогда продуктами реакции окисления этилена перманганатом будут
MnO4- + C2H4 + H+ + H2O = 2CO2 + MnO2 (или Mn2+)
(1)
2 балла
Цвет мякоти будет бурым или бледно-розовым
3. Схема получения перманганата калия следующая: окисление пиролюзита (MnO2) в
щелочной среде известными окислителями (например, бертолетовой солью, кислородом и
т.п.) до манганата (VI) с последующим окислением его хлором, озоном или током.
Манганаты (VI) получают сплавлением MnO2 с окислителем в щелочной среде (щелочи
или карбонаты):
3MnO2 + KClO3 +6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O
(2)
2 балла
Далее
2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl
(3)
1 балл
2K2MnO4 + O3 +H2O= 2KMnO4 + 2KOH + O2
(4)
2 балла
Современная технология состоит в анодном окислении манганата калия
Анод : MnO4 2- -e- = MnO4 –
Катод: 2H2O +2e- = H2 + 2OHСуммарное уравнение
2K2MnO4 +2H2O= 2KMnO4 + 2KOH + H2
(5)
2 балла
10-3
Органическое вещество массой 11 г содержит 54,55% углерода, 9,09% водорода, 36,36 %
кислорода. Его пары имеют плотность по водороду 22, Оно легко восстанавливает
аммиачный раствор оксида серебра. При восстановлении его водородом в присутствии
платинового катализатора при 30 0С и последующей дегидратации продукта реакции
образуется углеводород, который обесцвечивает раствор брома. При этом образуется
дибромпроизводное массой 37,6 г. Определите:
1. формулы исходного соединения, полученного дибромида и выход дибромида;
2. Напишите уравнения всех реакций.
10 баллов
Решение
1) Определяем М(СхНуОz) = 2 DH2= 22·2= 44г/моль
2) ν(С) = 44·0,5455/12=2
3) ν(Н) = 44·0,0909/1 = 4
4) ν(О) = 44· 0,3636/16= 1
Молекулярная формула С2Н4О
Так как вещество соответствует общей формуле карбонильных соединений и легко
восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра, то можно предположить, что это
альдегид:
СН3СОН + Ag2O → СН3СОOН + 2Ag
При восстановлении водородом:
СН3СОН + H2 → СН3СН2ОН
СН3СН2ОН → СН2 = СН2 + H2O
СН2 = СН2 + Br2 → СН2 Br - СН2Br
ν (СхНуОz)=11/44= 0,25 моль; mтеор. (С2Н4Br2) = 188·0,25= 47 г.
η=
= 37,6/47= 0,8=80%
Все действия по 1 баллу.
10-4. В шести пронумерованных бюксах находятся кристаллические соли бария: сульфат,
карбонат, сульфит, ортофосфат, хлорид и перманганат (растворимость перманганата
бария при 15оС равна 72,4 г на 100 г воды). Кроме того, в Вашем распоряжении имеются
вода и разбавленные растворы соляной и серной кислот.
Установите, что находится в каждом из бюксов, используя только упомянутые в условии
вещества? Ответы обоснуйте (напишите ход Ваших рассуждений при идентификации
каждого вещества и уравнения соответствующих реакций). 10 баллов
Решение
1. По цвету кристаллов обнаруживаем черно-фиолетовый Ba(MnO4)2
По растворимости в воде из оставшихся идентифицируем единственно
растворимый BaCl2
3.
По растворимости в соляной кислоте (р-и 1-3) обнаруживаем единственно
нерастворимый в воде и кислоте ВаSO4 и растворяющийся в кислоте (с образованием
кислых солей) без выделения газа Ba3(PO4)2 (р-и 3а и 3б).
4.
Чтобы различить карбонат и сульфит бария следует пропустить газы,
выделяющиеся при действии на соли раствора соляной кислоты, через пробирки с
подкисленным серной кислотой, разбавленным раствором перманганата бария. Там, где
будет происходить обесцвечивание раствора (р-я 4), в пробирке с прилитой соляной
кислотой находился BaSO3. Там, где обесцвечивание раствора не будет наблюдаться, в
пробирке с прилитой соляной кислотой находился BaСO3.
5.
Для исследования растворимости в кислоте используется соляная кислота. Серная
кислота не годится, т.к. сульфат бария нерастворим ни в воде, ни в кислотах.
6.
При подкислении раствора перманганата используется раствор серной кислоты,
т.к. соляная кислота, содержащая восстановитель (Сl–) также может обесцвечивать
раствор (реакция 5)
Уравнения реакций:
2.
 BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O + CO2↑
 BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O + SO2↑
 Ba3(PO4)2 + 2HCl = 2BaHPO4 + BaCl2
или
(1)
(2)
(3а)
 Ba3(PO4)2 + 2HCl = Ba(H2PO4)2 + 2BaCl2
 5SO2 + Ba(MnO4)2 + 2H2O = 2MnSO4 + ВаSO4 + 2H2SO4
 16HCl + Ba(MnO4)2 = 2MnCl2 + ВаCl2 + 5Cl2 + 8H2O
Таблица взаимодействия веществ
(3б)
(4)
(5)
Вещества
BaS
O4
BaCO3
BaSO3
Ba3(PO4)2
BaCl2
Ba(MnO4)2
Цвет
белы
й
белый
белый
белый
белый
Чернофиолет.
H2O
−
–
–
−
Растворен
ие
Растворен
ие
H2SO4
–
–
–
–
Образован
ие осадка
Образован
ие осадка
–
Растворени
ес
образовани
ем газа ↑
Растворение с
образованием
газа ↑
Растворен
ие без
образован
ия газа
Растворен
ие без
образован
ия газа
Растворен
ие без
образован
ия газа
−
–
–
HCl
Подкисленн
ый H2SO4
раствор
Ba(MnO4)2
–
Обозначения в таблице:
↑ - выделяется газ
−
Обесцвечиван
ие раствора
Ba(MnO4)2
↓ - выделяется осадок
− - нет признаков реакции
Схема решения
Соли не растворяются
Растворение
кристаллов соли
H2O
H2O
BaSO4
белый
HCl
соль
не растворяется
BaCO3
белый
HCl
р-я 1
BaSO3
белый
Ba3(PO4)2
белый
HCl
р-я 2
растворение с
выделением газа
BaCl2
белый
Ba(MnO4)2
черно.фиолет.
HCl
р-я 3
растворение без
выделения газа
р-я 4
H+, p-p Ba(MnO4)2
раствор не
обесцвечивается
Система оценивания:
Идентификация Ba(MnO4)2 – 0,25
Объяснение – 0,25
Идентификация BaCl2 – 0,25
Объяснение – 0,25
Идентификация BaSO4 – 0,25
Объяснение – 0,25
Идентификация Ba3(PO4)2 – 0,5
Объяснение – 0,5
Идентификация BaSO3 – 0,5
Объяснение – 1
Идентификация BaCO3 – 0,5
Объяснение – 1
раствор
обесцвечивается
Уравнение реакции 1 – 0,25
Уравнение реакции 2 – 0,25
Уравнение реакции 3а – 0,5
Уравнение реакции 3б – 0,5
Уравнение реакции 4 – 0,5
Уравнение реакции 5 - 0,5
Объяснение использования HCl – 1,0
Объяснение использования H2SO4 – 1
ВСЕГО – 10 баллов
10-5
В насыщенном при 20 0С растворе ортофосфата натрия с плотностью 1,06 г/мл молярная
концентрация иона натрия составляет 2,1 моль/л. определите, какую массу
двенадцативодного кристаллогидрата ортофосфата натрия можно растворить при данной
температуре в 150 г раствора ортофосфата натрия с массовой долей соли 5%. 10 баллов
Решение
1) Определяем массовую долю фосфата натрия в насыщенном растворе: В 1 литре
раствора См(Nа3РО4)= См(Nа+)/3 = 2,1/3=0,7 моль/л. m(Nа3РО4)=0,7·164 = 114,8 г.
m(1л р-ра)=1000·1,06=1060 г; ω(Nа3РО4) = 114,8/1060= 0,1083
2) Обозначим за х массу Nа3РО4 ·12H2O, тогда масса конечного раствора равна х+150 и
m(Nа3РО4) в конечном растворе равна (х+150) ·0,1083= 0,1083х +16,23.
3) Рассчитываем массы Nа3РО4 в исходном растворе и в исходном кристаллогидрате:
m(Nа3РО4)в исх. р-ре= 150 ·0,05=7,5 г.
m(Nа3РО4) в Nа3РО4 ·12H2O= m(Nа3РО4 ·12H2O) ·М(Nа3РО4)/М(Nа3РО4 ·12H2O) =
х ·164/380=0,4316 х
4) Приравниваем сумму масс Nа3РО4, найденных в 3), массе Nа3РО4, определенной в 2), и
находим х:
7,5+0,4316 х= 0,1083х +16,23.
0,3233х= 8,73; х=27 г.
Ответ: m(Nа3РО4·12H2O)= 27 г.
По 2,5 балла за каждый пункт. Всего 10 баллов.
11 КЛАСС
11-1.
Органическое соединение А массой 1,42 г при 2500С и 1 атм занимает объем 644,8 мл.
Водный раствор того же количества А реагирует с цинком с образованием 168,3 мл
водорода (при нормальных условиях). По данным элементного анализа соединение А
содержит 25.41% С, 3,198% Н, 33,85% О по массе.
1. Определите молярную массу А
2. Установите состав соединения А
3. Изобразите простейшую формулу. А
4. Изобразите истинную формулу. А
5. К какому классу органических соединений относится А? Изобразите его
структурную формулу.
6. Подтвердите расчетами принадлежность А к определенному классу. 12 баллов
Решение
1. Определим молярную массу вещества А, исходя из уравнения Менделеева-Клайперона:
m
mRT
, если использовать R = 8,31,
PV 
RT  M 
M
PV
1,42  8,314  523
М 
 94,5г / моль
101,325  0,6448
1,42  0,082  523
или, если R=1.22,4/273 = 0,082 атм. л/К, M 
2 балла
 94,5г / моль
1  0,66448
2.Вещество А содержит углерод, водород, кислород и еще какой-то элемент или какие-то
элементы (суммарный % углерода, водорода и кислорода < 100).
1 балл
3.Определим соотношение углерода, водорода и кислорода в веществе А. С : Н : О =
25,41/12 : 3,198/1 : 33,847/16 = 2:3:2, т.е. простейшая формула вещества А С2Н3О2Хn. На
долю С, Н и О приходится 62,455%, тогда на долю Хn приходится 37,545% или
37,545•94,5/100 = 35,5 г. Эта величина соответствует молярной массе атома хлора, т.е. в
первом приближении простейшая формула вещества может быть С2Н3О2Cl. 2 балла
4. Молярная масса С2Н3О2Cl равна 94,5 г/моль, что совпадает с молярной массой
вещества А. Таким образом, истинная формула А совпадает с простейшей формулой.
1 балл
5. При реакции с цинком вещество А выделяет водород, что характерно для реакции
кислот. Для соединения С2Н3О2Cl такой кислотой может быть хлоруксусная кислота:
Сl–CH2–COOH
2 балла
6. Подтвердим наш вывод расчетами.
2СlCH2COOH + Zn → H2↑ + Zn(OCOCH2Cl)2
Согласно этому уравнению 1,42 г (0,015 моль) хлоруксусной кислоты образуют при
нормальных условиях 0,015.22,4/2 = 0,1683 л = 168,3 мл водорода, что соответствует
условию задачи. Следовательно, формула вещества А установлена правильно. 2 балла
7. Увеличение массы А при понижении температуры объясняется частичной
димеризацией хлоруксусной кислоты. Причем чем ближе температура к температуре
кипения СlCH2COOH, тем больше доля димера. Рассчитаем долю димера при 170оС.
Пусть она равна х. Тогда:
х  2  94,5  (1  х)94,4
М ср 
 170 , отсюда х = 0,8. Значит при 170оС вещество А состоит
1
из смеси мономера и димера хлоруксусной кислоты в соотношении 1:4.
2 балла
11-2.
Известны различные способы придать неспелым арбузам товарный вид.
Oдни пичкают арбузы селитрой, другие шприцуют марганцовкой, третьи помещают в
фургоны с недоспелыми арбузами некие капсулы или баллоны с газом этиленом,
способствующим быстрому покраснению арбузных внутренностей. Последний метод
безопаснее всего, поскольку этилен - природный фитогормон и выделяется, например,
гнилыми фруктами, вследствие чего положенные рядом с гнилушками незрелые плоды
быстрее созревают.
1. Напишите формулы упомянутых веществ.
2. Напишите в сокращенно-ионном виде уравнение реакции между «повышателями
товарного вида», если арбуз, обработанный перманганатом калия, долгое время лежит
рядом с гнилыми плодами. Каков будет, по вашему мнению, цвет арбузной мякоти?
3. Исходным веществом для получения марганцовки обычно служит природный минерал
пиролюзит, из которого предварительно готовят твердый манганат (VI) калия K2MnO4,
потом его переводят в раствор и подвергают окислению, используя хлор или озон.
Напишите уравнения всех упомянутых реакций получения марганцовки из пиролюзита.
Решение
3. KNO3, KMnO4, C2H4
1 балл
4. Среда в арбузе слабокислая, кожура арбуза повреждена во время шприцевания,
тогда продуктами реакции окисления этилена перманганатом будут
MnO4- + C2H4 + H+ + H2O = 2CO2 + MnO2 (или Mn2+)
(1)
2 балла
Цвет мякоти будет бурым или бледно-розовым
3. Схема получения перманганата калия следующая: окисление пиролюзита (MnO2) в
щелочной среде известными окислителями (например, бертолетовой солью, кислородом и
т.п.) до манганата (VI) с последующим окислением его хлором, озоном или током.
Манганаты (VI) получают сплавлением MnO2 с окислителем в щелочной среде (щелочи
или карбонаты):
(2)
2 балла
2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl
(3)
1 балл
2K2MnO4 + O3 +H2O= 2KMnO4 + 2KOH + O2
(4)
2 балла
3MnO2 + KClO3 +6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O
Далее
Современная технология состоит в анодном окислении манганата калия
Анод : MnO4 2- -e- = MnO4 –
Катод: 2H2O +2e- = H2 + 2OHСуммарное уравнение
2K2MnO4 +2H2O= 2KMnO4 + 2KOH + H2
(5)
2 балла
11-3.
5,35 г соли органической кислоты сожгли в избытке кислорода 6,44 л (н.у.). В результате
этого образовалось 4,05 г воды и газовая смесь с плотностью по воздуху 1,317. При
пропускании этой газовой смеси через избыток раствора гидроксида бария ее объем
уменьшился на 54,54%. После пропускания оставшейся газовой смеси над избытком
раскаленной меди и приведения к н.у. объем последней уменьшился в 5 раз и остался газ с
плотностью по водороду 14. Определите возможную формулу сожженной соли.
Решение
Проводим предварительные расчеты:
1) ν(О2)исх.= 6,44/22,4= 0,2875 моль; m(О2)исх= 0,2875 ·32=9,2 г.
1 балл
2) ν(Н2О)= 4,05/18=0,225 моль; ν(Н)=0,45 моль
1 балл
3) М(смеси газов) = 1,317·29= 38,19 г/моль
1 балл
4) М(ост. в конце газа)=14·2=28 г/моль – это N2.
1 балл
Составляем уравнение материального баланса на массы взятых и полученных веществ:
m(сожженного в-ва)+ m(исх.кислорода) = m(Н2О)+ m(газовой смеси)
m(газовой смеси)= 5,35 + 9,2 - 4,05= 10,5 г.
1 балл
ν(газовой смеси)=10,5/38,19 = 0,275 моль
1 балл
Записываем уравнения реакций и рассчитываем количества вещества С и N.
Сх Ну Оz Nk + О2 → Н2О + CO2 + N2 + (О2)
(1)
1 балл
CO2 Ba(OH)2 → Ba CO3 + Н2О
(2)
1 балл
2 Cu + О2 → 2CuO
(3)
1 балл
ν(CO2)=0.275 ·0.5454=0.15 моль; ν(С)= 0,15 моль.
ν(N2+ О2) = 0,275 – 0,15 = 0,125 моль.
ν(N2)= = 0,125 /5= 0,025 моль ; ν (N) = 0,025 ·2 = 0,05 моль.
ν(оставшегося О2) = 0,125 – 0,025 = 0,1 моль
1 балл
ν(О в исх. вещ-ве) + ν (О в исходном кислороде) = ν (О в воде) + ν( О в CO2)+ ν(О в ост-ся
кислороде)
ν(О в исх. вещ-ве) = 0,225 + 0,15 ·2 + 0,1 ·2 - 0,2875 ·2 = 0,15 моль
1 балл
Определяем формулу вещества:
х:у:z:k= 0,15: 0,45: 0,15:0,05 = 3:9:3:1 Формула вещества С3 Н9О3 N1
1 балл
Возможная формула СН3СН(ОН)СООNН4 – аммонийная соль молочной кислоты.
Всего 12 баллов
11-4.
Используя структурные формулы органических веществ, составьте уравнения реакций в
соответствии со схемой превращений, указав условия протекания реакций:
метан →ацетилен→бензол→этилбензол→винилбензол (стирол) →полистирол
Решение
1500 0С
1) 2 СН4 → СН≡СН
Сакт, 4500С
2) 3 СН ≡ СН
→
AlCl3,t
3) С6Н6 + С2Н5Сl
→
С6Н5 С2Н5 + HCl
4) С6Н5 С2Н5 → С6Н5 СН=CH2
5) n С6Н5 СН=CH2 →(˗ СН˗ CH2 ˗)n
ǀ
С6Н5
По 1 баллу за каждое уравнение. Всего 5 баллов
11-5.
При обработке 40 г смеси меди, цинка, оксида кремния (IV) и оксида цинка избытком
разбавленной серной кислоты выделилось 4,48 л газа (н.у.). Нерастворившийся осадок
был сплавлен со стехиометрическим количеством кальцинированной соды; при этом
выделилось 3,36 л газа (н.у.). Плав обработали водой, после чего не растворившийся в
воде твердый остаток растворили в концентрированной серной кислоте и получили 2,24 л
газа (н.у.). Определите массовую долю оксида цинка в смеси.
9 баллов
Решение
1) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
ν (H2)= 4.48 /22.4 = 0,2 моль; ν(Zn) = 0,2 моль; m(Zn) = 65·0,2 = 13г.
2 балла
2) SiO2 +Na2CO3 →CO2 + Na2SiO3
ν(CO2)= 3,36/22,4 =0,15 моль; ν(SiO2) = 0,15 моль; m(SiO2) = 0,15 · 60 = 9 г. 2 балла
3) Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + + 2Н2О
ν(SO2) = 0,1 моль
ν (Cu) = 0,1 моль; m(Cu) =6,4 г.
m (Cu + Zn + SiO2)= 13+ 9 +6,4= 28,4 г.
m (ZnО) = 40- 28,4 = 11,6 г.
ω (ZnО) = 11,6 /40 = 0,29 = 29 %
2 балла
3 балла