Олимпиадные задания по химии для 10 класса

1. Какие из перечисленных веществ могут реагировать с газообразным хлором? Если реакция возможна, напишите ее уравнение и укажите условия протекания.
а) Fe, б) O₂ , в) CaBr₂ , г) KOH, д) C₂H₆ , e) C₆H₆ ж) HF

Ответ: 1. a) Так как хлор является сильным окислителем, при взаимодействии с железом хлор окисляет его до степени окисления +3 (а не +2, как соляная кислота, где окислителем служит водород):
2 Fe + 3 Cl 2 → 2 FeCl 3
б) Cl 2 + O 2 → реакция не идет.
в) Хлор является более сильным окислителем, чем бром, и «вытесняет» бром из его соединений:
Cl 2 + CaBr 2 → Br 2 + CaCl 2г) при пропускании в холодный раствор щелочи хлор диспропорционирует:
Cl 2 + 2 KOH → KOCl + KCl + H 2 O
в горячем растворе реакция идет по-другому:
3 Cl 2 + 6 KOH → 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O
д) при взаимодействии алканов с хлором на свету идет реакция радикального замещения: C 2 H 6 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl
e) Взаимодействие с бензолом может идти двумя путями. В присутствии катализаторов — кислот Льюиса (FeCl 3 , AlCl 3 ) идет электрофильное замещение: C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl . На свету же бензол присоединяет три молекулы хлора, образуя гексахлорциклогексан (инсектицид гексахлоран):
C 6 H 6 + 3Cl 2 → C 6 H 6 Cl 6
ж) Cl 2 + HF → реакции нет.

2. В пяти сосудах без этикеток находятся водные растворы гидроксида калия, сульфата алюминия, карбоната натрия, хлорида аммония и соляной кислоты. Предложите план определения содержимого каждого сосуда за счет проведения реакций указанных веществ между собой без использования дополнительных реактивов. В вашем распоряжении имеется любое количество чистых пробирок. Напишите уравнения реакций.

Ответ: 

	KOH	Al2(SO4)3	Na2CO3	NH4Cl	HCl
KOH		осадок (выпадает и растворяется или выпадает не сразу, в зависимости от порядка сливания)	ничего	выделение газа при нагревании (основные свойства — окрашивание влажной индикаторной бумажки)	ничего
Al2(SO4)3	осадок (выпадает и растворяется или выпадает не сразу, в зависимости от порядка сливания)		осадок + газ	ничего	ничего
Na2CO3	ничего	осадок + газ		газ (при нагревании)	выделение газа — пузырьки
NH4Cl	выд. газа при нагревании (основные свойства — окрашивание влажной индикаторной бумажки)	ничего	газ (при нагревании)		ничего
HCl	ничего	ничего	выделение газа — пузырьки	ничего

Из таблицы видно, что каждое из веществ дает свой уникальный набор реакций, т.е. вещества различаются. Реакции:
Al2(SO4)3 + KOH = Al(OH)3 + K2SO4,
Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]
KOH + NH4Cl = KCl + NH3 + H2O
Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O = 2 Al(OH)3 + 3 CO2 + 3 Na2SO4
Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + CO2
Na2CO3 + 2 NH4Cl = 2 NH3 + CO2 + 2 NaCl + H2O

3. При сжигании 4,6 г предельного одноатомного спирта было получено 4,48 л углекислого газа (н.у.) и 5,4 мл воды. Определите формулу спирта. В ответе укажите суммарное количество всех атомов в его молекуле.

Ответ:  CnH2n+1OH + 3n/2 O2 → nCO2 + (n+1) H2O
Из 4,6 г получено 0,2 моль CO2 и 0,3 моль воды. Соответственно из 46 г получится 2 моль CO2 и 3 моль воды. n = 2, молярная масса 46, этиловый спирт. Ответ: 9

4. Составьте уравнение реакции по его правой части:
………….. = MnSO₄ + I₂ + 2H₂O + K₂SO₄

Ответ: MnO₂ + 2KI + 2H₂SO₄ = MnSO₄ + I₂ + 2H₂O + K₂SO₄

5. В вашем распоряжении имеется два раствора серной кислоты, в одном массовая доля кислоты составляет 36 %, а в другом 12 %. Какие массы указанных растворов надо смешать, чтобы образовалось 240 г раствора с массовой долей 20 %? В ответе укажите массу 36 %-ного раствора в граммах (с точностью до целых чисел).

Ответ:  Раствор, который надо приготовить, должен содержать 48 г кислоты. Пусть требуется взять х г первого раствора и у г второго раствора. Тогда: х + у = 240
0,36х + 0,12у = 48
Решение системы уравнений дает х = 80, у = 160.
Ответ: 80 г