Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников.

10 Класс.

Задание 1. (автор Ю. Н. Медведев)

"542. Глиций извлекается из хлористаго соединения, точно также как глиний. Полученный таким способом он имеет вид темносераго порошка, и принимает от трения металлический блеск. В кипящей воде он не окисляется; также и на воздухе при обыкновенной температуре, но в раскаленном состоянии горит на воздухе и в кислороде ярким пламенем, превращаясь в глицину. Глиций растворяется в слабых кислотах с отделением водорода, в крепкой же серной или азотной, разлагая сии кислоты. Он растворяется также в едких щелочах, исключая аммиак, с отделение водорода." Г.И.Гесс "Основания чистой химии", СПб. 1840, стр 237.

«Русский исследователь соединений этого металла Авдеев (1819) устранил господствовавшее мнение о сходстве состава окиси глиция с окисью глиноземия, доказавши для этого, что серноглициновая соль представляет больше сходства с серномагнезиальной солью, чем с серноглиноземною солью... Установление периодической системы элементов тотчас показало, что взгляд Авдеева отвечает действительности.» Д.И. Менделеев. «Основы химии».

1. Какие элементы во времена Авдеева и Менделеева называли «глиций» и «глиноземий»? С чем связано происхождение этих названий?

2. Многие свойства глиноземия и глиция действительно похожи. Приведите два примера аналогии в свойствах этих элементов или их соединений. Как называется это явление?

3. С помощью, каких химических реакций можно из раствора, содержащего ионы этих элементов, выделить в индивидуальном виде соли каждого из них?

4. Почему глиций довольно легко растворяется в водном растворе фторида аммония, но не растворяется в растворе хлорида аммония, в то время как магний растворяется в растворе хлорида аммония, но не растворяется в растворе фторида аммония? Ответ сопроводите краткими ионными уравнениями реакций.

Количество баллов 30 баллов

Решение:

Этапы	Баллы
1. Бериллий – глиций (из-за сладковатого вкуса соединений бериллия). Алюминий – глиноземий (глиний) (из-за способа выделения алюминия из глинозема).	5
2. Например: — гидроксиды Ве(ОН)2 и Al(ОН)3 не растворимы в воде и амфотерны; — близкие значения ионного потенциала — одинаковое значение электроотрицательности (по Полингу 1,5)	5
3. Например, берилл (изумруд, воробьевит, аквамарин) Be3Al2[Si6O18], эвклаз BeAlSiO4(OH). Один из способов разделения ионов Ве^2+и Al^3+заключается во взаимодействии раствора этих солей с избытком раствора карбоната аммония. При этом происходят реакции: 2Al^3+ + 3H2O + 3CO3^2– → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ Be^2++ 2CO3^2– → [Be(CO3)2]^2–	10
4. Магний взаимодействует с ионами водорода, образующимися при протолизе ионов аммония: NH4^++ H2O NH3 + H3O+, 2H3O+ + Mg → Mg2+ + H2↑+2H2O В случае фторида аммония образуется нерастворимая пленка фторида магния. Растворению бериллия в растворе фторида аммония способствует образование прочных фторидных комплексов бериллия: Ве + 2H3O^+ + 4F^– → [BeF4]^2– + H2↑ + 2H2O	10

Задание 2.

50 мл газообразного углеводорода смешали 200 мл кислорода и подожгли. Объём образовавшейся газовой смеси оставили 125 мл, а после пропускания её через раствор щёлочи он уменьшился до 25 мл. Определите формулу исходного газообразного вещества.

Количество баллов 20 баллов

Решение:

Этапы	Баллы
50мл 175мл 100мл CxHy +(x+0.25y)O2 –> xCO2+ 0.5yH2O	4
125-25=100 мл – поглотилось углекислого газа	4
200 – 25=175 мл – осталось непрореагировавшего кислорода	4
x=100 : 50 = 2 – количество углерода	4
175 : 50 = 3.5 x + 0.25y = 3.5 2 + 0.25y = 3.5 y = 6 – количество водорода Ответ: C2H6 (этан)	4
всего	20 баллов

Задание №3.

Определите молекулярную формулу предельного углеводорода, если известно, что при полном сгорании 8.6 г его образовалось 13.44 л CO₂ (н.y.)

Количество баллов 20 баллов

Этапы	Баллы
x моль nx моль СnH2n+2 + (3n+1):2O2 –> nCO2 + (n+1)H2O x моль – CnH2n+2	5
13.44:22.4 = 0.6 моль углекислого газа	5
( 14n + 2)x = 8.6 nx = 0.6	5
x = 0.1 моль nx = 0.6 n = 6 Ответ: C6H14 – гексан.	5
всего	20 баллов

Задание 4.

Изобразите графические формулы только тех веществ, которые имеют изомеры: пропан, этиленгликоль (этандиол – 1,2), этанол, дихлорэтан.

Количество баллов 15 баллов

Все вещества и их изомеры должны быть изображены в структурном виде!

Этапы	Баллы
Среди перечисленных соединений изомеры могут иметь следующие соединения: Этандиол- 1,2 - этандиол – 1,1	5
1,2-дихлорэтан - 1,1-дихлорэтан	5
Этанол - диметиловый эфир.	5
всего	15 баллов

Задание 5.

№ 2.Как меняется тип гибридизации атома углерода и геометрия молекулы в ряду превращений: С₂Н₂; С₆Н₆; С₆Н₁₂; С₆Н_14.

Количество баллов 20 баллов

Этапы	Баллы
Ацетилен: sp-гибридизация, молекула линейная, валентный угол-180.	5
Бензол: sp^2-гибридизация, валентный угол-120^0, все связи С-С и С-Н лежат в одной плоскости. Атомы углерода образуют правильный шестиугольник.	5
Циклогексан: sp^3-гибридизация, валентные углы- 109 28^* , атомы углерода образуют шестиугольники. Гексан: sp^3-гибридизация, валентные углы- 109^0 28^, атомы углерода образуют зигзагообразную ломаную линию.	5
всего	15 баллов