| ||||||
|
| |||||
Рекомендации и решение Решение 11.1. (5 баллов)
1. (один из возможных вариантов) 1) Алкан >Алкен: СН3(СН2)4СН3 == СН2=СН-(СН2)3-СН3 + Н2 (дегидратация) + кат. 2) Алкан > Арен: СН3(СН2)СН3 == С6Н6 + 4Н2 (дегидроциклизация) + кат. 3) Алкан > Циклоалкан: СН3(СН2)СН3 == С6Н12 + Н2 (дегидроциклизация) + кат. 4) Алкен > Алкин: СН2=СН-(СН2)3-СН3 == СН?СН-(СН2)3-СН3 + Н2 (дегидратация) + кат. 5) Алкин>Арен: 3СН?СН == С6Н6 (тримеризация ацетилена) Сактив 400 0С 6) С6Н12 > С6Н6 + 3Н2 (дегидратация циклогексана) 7) Алкин>Алкен: СН?СН-(СН2)3-СН3 + Н2 = СН2=СН-(СН2)3-СН3 (гидрирование) + платиновый катализатор 8) Алкен>Алкан: СН2=СН-(СН2)3-СН3 + Н2 = СН2=СН-(СН2)3-СН3 + Н2 (гидрирование) + кат. (0.5 балла за каждую правильно приведенную реакцию) 2. Можно рассмотреть любой эффект (индуктивный или мезомерный) на примере любого алкена или арена (1 балл)
Решение 11.2. (6 баллов) При сжигании образовалось pV/RT = 105.9 * 3.77/8.31*423 = 0.1136 (моль) СО2 и 1.022/18 = 0.0568 (моль) Н2О. В состав веществ входило (1.706 – 0.1136+12.01 – 0.0568*2*1.01) = 0.226 (г), или 0.227/16 = 0.0142 (моль) атомов кислорода. В состав навески вещества А входило 0.1136 моль атомов С, 0.0568*2 = 0.1136 (моль) атомов Н и 0.0142 моль атомов О, соответственно n(C): n(H): n(O) = 8:8:1. Простейшая формула вещества С8Н8О. Кирпично-красный осадок – Cu2O. M(Cu2O) = 143.1 г/моль. Образовалось 4.064/143.1 = 0.0284 (моль) Cu2O R – CHO + 2Cu(OH)2 = R – COOH + Cu2O + 2H2O Если в молекуле А была всего одна альдегидная группа, то в реакцию вступило 0.0284/2 = 0.0142 (моль) А. Тогда его молярная масса составляет 1.706/0.0142 = 120.1 (г/моль) и простейшая формула совпадает с истиной. (4 балла) Возможные структурные формулы: (2 балла) СН3 СН3 СН3 С(О)СН3 СНО
СНО СНО Решение 11.3. (7 баллов) 1) Цинк и алюминий – активные металлы, но цинк пассивируется холодными концентрированными растворами серной и азотной кислот. Рассмотрим варианты решения задачи, основанные на этом факте. Цинк реагирует с концентрированной азотной кислотой: Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Выпарим воду из раствора и прокалим нитрат цинка: Zn(NO3)2 = ZnO + 2NO2 + O2 Таким образом можно получить чистый оксид цинка. Алюминий, не прореагировавший с азотной кислотой, прокаливают на воздухе. В результате образуется чистое вещество: 4Al + 3O2 = 2Al2O3 (3 балла) 2) Кальций – щелочноземельный металл, он реагирует с водой: Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2. Отделяем алюминий и серебро, которые не растворяются в воде. К фильтрату добавляем соляную кислоту: Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н2О Раствор выпариваем, расплав хлорида кальция подвергаем электролизу: СаС12 = Са + С12 На смесь серебра и алюминия действуем концентрированной азотной кислотой, алюминий пассивируется, а серебро растворяется: Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O Из полученного раствора серебро можно выделить осаждением на пластине из более активного металла, например меди: 2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag (4 балла)
Решение 11.4. (7 баллов) В основе определения глюкозы в растворе лежит реакция ее окисления свежеосажденным гидроксидом меди (II) – реакция на альдегидную группу: R – CHO + 2Cu(OH)2 = R – COOH + Cu2O + 2H2O (1 балл) (голубой раствор) (красный осадок) В результате взаимодействия сахара с водой (реакция гидролиза) также образуется глюкоза (и фруктоза)2: С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6 (1 балл) глюкоза фруктоза Однако, в нейтральной среде эта реакция протекает очень медленно. Ускорить ее можно добавлением катализатора, например соляной кислоты; в щелочной среде сахар не гидролизуется. Следовательно, о соотношении глюкозы и сахарозы можно судить по количеству красного осадка в щелочном растворе. Можно предложить следующий опыт: в 4 пробирки налить по 5 мл дистиллированной воды. В пробирку №1 добавить 5 капель натурального меда (желательно их пчелиных сот), в пробирку №2 – 5 капель исследуемого меда, №3 – 0.2-0.5 г. сахара, а в №4 – останется вода. Затем в каждую пробирку добавить щелочной взвеси гидроксида меди (II). Появление красного осадка свидетельствует о нахождении глюкозы в растворе (обращают внимание на интенсивность окрашивания!) (5 баллов)
Решение 11.5. (10 баллов) Из опытов 3-5 очевидно, что бурый осадок – гидроксид железа (III): 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O, M(Fe2O3) = 160 г/моль, в 0.048 г оксида содержится 0.0336 г железа. Опыт №2. Осадок соли серебра желтого цвета растворим в кислотах – можно предположить, что это фосфат (а также бромид или иодид, если пренебречь растворимостью в кислоте). Опыт №6. Очевидно, что привес поглотительной трубки с CuSO4 объясняется поглощением воды. Так как привес (28.7%) больше потери при прокаливании (34%), следовательно идет окислительно-восстановительная реакция. Так как минерал растворяется в азотной кислоте с выделением оксида азота (IV), следовательно он содержит восстановитель. Это либо железо (II), либо анион, являющийся слабым восстановителем (либо и то и другое). (за объяснение каждого опыта по 1 баллу) Получаем: минерал содержит 33.5% железа, 28.7% воды; остаток – 100 – (33.5 +28.7) = 37.8% Далее рассматриваем два варианта: а) минерал содержит железо (III), тогда его формула FeX3*nH2O, где Х- , М(Х) = 21, 1 моль и n = 2.67; Fe2X3*nH2O, где Х2- , М(Х) = 42, 1 моль и n = 5.37; FeX*nH2O, где Х3- , М(Х) = 63.2 моль и n = 2.67; б) минерал содержит железо (II), тогда его формула FeX2*nH2O, где Х- , М(Х) = 31, 6 моль и n = 2.67; FeX*nH2O, где Х2- , М(Х) = 63,2 моль и n = 5.3; Fe3X2*nH2O, где Х3- , М(Х) = 94.8 моль и n = 8.0; Из расчетов видно, что ни иодид, ни бромид на подходят по молекулярной массе. Единственный вариант – железо (11) и фосфат. Следовательно минерал – Fe3(PO4)*8H2O. Он называется синяя охра или вивианит. (за вывод формулы 4 балла) | ||||||
|
| ||||||
| Сайт сделан по технологии "Конструктор школьных сайтов". | ||||||