Задачи и упражнения / Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др. Вступительные экзамены и олимпиады по химии. Опыт МГУ
.pdfРешения заданий вступительных экзаменов 2007 г. |
423 |
|||||||||
Ответ: 15.3 г. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1)ЗСН^ с н - ^ > |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
X, |
|
* 2 |
СН3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2) |
[ ^ } ] |
+ СН3Вг |
ЛШгз > |
+ НВг; |
|
|
||||
Х2 |
|
|
|
|
толуол |
|
|
|
||
|
СН3 |
|
|
|
СН3 |
|
|
|
||
3) II |
|
|
1 |
+ 2Н Ш 3 |
н28°4 |
ЛгШ2 |
|
|||
|
|
|
А |
Л |
+2НгО; |
|||||
толуол |
|
|
ХЗн о 2 |
|
|
|
||||
|
|
СНз |
|
|
|
СООН |
|
|||
|
Л |
1 |
Шг |
|
|
|
А |
г м° 2 |
||
4) 5[| |
|
+ 6КМп04 + 9Н28 0 4 -*• 5 У |
1 |
+ ЗК28 0 4 + |
||||||
|
|
И 0 2 |
|
|
|
И 0 2 |
+ 6Мп8 0 4 +14Н20; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СООН |
|
|
|
|
|
|
|||
/ ^ |
|
Н |
0 2 |
0 |
^ |
N 0 |
2 |
|
|
|
5) [| |
|
|
Л |
+ 2К0Н - и |
У |
I |
+ К2С 03 + Н20; |
|||
|
Ы02 |
|
|
|
N02 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НН3С1 |
|
6) 1 |
| 1 |
+ 6Ре +14НС1------►( |
I |
|
+ бРеСЬ + 4Н20 . |
|||||
Ш 2
ИНзС!
Ответ: Х1 - этин; Х2 - бензол; Х3 - 2,4-динитротолуол; Х4 - 2,4- динитробензойная кислота; Х5 - 1,3-динитробензол.
9.Рассчитаем количество выделившегося газа и его молярную массу:
, ч рУ |
101.3*0.97 6.2 Л _. |
у(газа) = —— = |
= 0.25 моль; |
КТ |
8.314-293 |
424 |
|
Письменный вступительный экзамен |
|
ч Ур |
6.2-1.13 |
„ 0 , |
|
Аягаза) = —- |
= ------------ |
=28 г/моль, |
|
V |
|
0.25 |
|
следовательно, газ - это СО. Отсюда молярная масса исходной соли |
|||
Л/(соли) = ^ 2 ^ 1 |
= Л . = 68 г/моль. |
||
у(соли) |
0.25 |
|
|
Обозначим исходную соль как СхН^СООЫа. Тогда
М(СхНуСООШ) = 12х + у + 67 = 68;
отсюда 12х + у = 1.
Единственное решение, имеющее смысл: х = 0; у = 1. Следовательно, соль - формиат натрия НСОСЖа. Действительно, СО можно получить из муравьиной кислоты или формиатов:
2НСО(Жа + Н23 0 4(конц.) — — > 2СОТ + На23 0 4 + 2Н20. 0.25 0.25
Реакция взаимодействия исходной соли с избытком аммиачного рас твора оксида серебра - это реакция серебряного зеркала:
2НСО(Жа+4[А§(ННз)2]ОН — >• 4А§|+На2С03+(НН4)2С0з+6Шз'Г+2Н20.
0.25 0.5 0.5
Осадок - это серебро, его масса:
/и(А§) = А/ • V = 108 • 0.5 = 54 г.
Ответ: НСОСЖа; СО; 54 г серебра.
10.Рассчитаем количество вещества фосфата кальция:
у(Са3(Р04)2) = т ! М = 46.5 / 310 = 0.15 моль.
Количество вещества ЫаОН в растворе:
у(Ъ1аОН) = V • р • со / М(ЫаОН) = 295.5 - 1.1 *0.08 / 40 = 0.65 моль.
Уравнение реакции получения фосфора:
Са3(Р04)2 + 5С + 38Ю2 |
> ЗСаЗЮ3 + 2Р + 5СО. |
0.15 |
0.3 |
Уравнения реакций сжигания фосфора и растворения полученного ок
сида: |
|
4Р + 502 — |
2Р20 5 |
0.3 |
0.15 |
Р20 5 + ЗН20 — 2Н3Р04
0.150.3
Масса конечного раствора:
Решения заданий вступительных экзаменов 2007 г. |
425 |
т = /и(р-ра ЫаОН) + /и(Р20 5) = 295.5 1.1 + 142 • 0.15 = 346.35 г. |
|
В результате реакции фосфорной кислоты со щелочью получим смесь солей:
Н3Р04 + 2ЫаОН -» Ыа2НР04 + 2Н20.
0 .3 |
0 .6 |
0 .3 |
Оставшаяся щелочь в количестве у(ИаОН) = 0.65 - 0.6 = 0.05 моль
реагирует с № 2НР04 по уравнению:
Ыа2НР04 + ЫаОН -» Иа3Р04 + Н20;
0 .0 5 0 .0 5 0 .0 5
в результате этого количество Ыа2НР04 становится равным
у(Ыа2НР04) = 0.3 - 0.05 = 0.25 моль.
Итак, раствор после завершения реакций содержит соли: 0.05 моль № 3Р 04 и 0.25 моль Иа2НР04. Рассчитаем массовые доли солей в раство ре:
сй(ЫазР04) = ш(соли) / /и(р-ра) = М • V / /и(р-ра) = = 164 • 0.05 / 346.35 = 0.0237 (или 2.37%); <в(Ъ1а2НР04) = т(соли) / т(р-ра) = М ■V / т(р-ра) = 142 • 0.25 / 346.35 = 0.1025 (или 10.25)%.
Ответ: 2.37% Ыа3Р 04; 10.25% Ыа2НР04.
Вариант ФХБ-2007-2
1. |
|
|
|
|
|
СН3— ^ |
^ —ОН + НС1 |
► СН3— |
ОН |
+ |
Н20; |
|
СН2СН2ОН |
|
СН2СН2С1 |
|
|
СН3— |
—ОН + К О Н |
► СН3— |
—ОК |
+ |
Н20. |
|
СН2СН2ОН |
|
СН2СН2ОН |
|
|
2.1) КВг + А§Ш з -> К Ж >3 + А§Вг1;
2)2КВг + РЪ(Ш 3)2 -> 2Ю403 + РЬВг24;
3)2КВг + С12 -> 2КС1 + Вг2;
4) 2КВг + Мп02 + 2Н28 0 4 — |
Вг2+ К28 0 4 + Мп804 + 2Н20. |
Решения экзаменационных заданий 2008 г.
Химический факультет
Вариант СО-2008-1
1 .2А1 + 2Ма2С 03 + 8НгО -» 2ЩА1(ОН)4] + 2ИаНСОз + ЗН2|.
2.
9 Н СН3—С—СН2—СНз- *"*- СН3—С—СН—СН3 + Н20;
(5н, |
СН3 |
Р Н
сн^—сн—сн—сн3-*-*• сн3-с —сн-сн3+ н2о.
СН, |
СНз |
3 |
^ п 3 |
3.При сливании растворов протекает реакция нейтрализации:
НС1 + ЫаОН -> ЫаС1 + Н20.
Чтобы раствор стал щелочным, ЫаОН должен быть в избытке. В ис ходном растворе соляной кислоты содержится
у(НС1) = 0.2 • 0.15 = 0.03 моль.
Пусть надо прилить х л. раствора щелочи, в котором у(Ъ[аОН) = = 0. \х моль. После реакции объем раствора станет равным (0.2 + х) л, и в нем будет содержаться (0.1* - 0.03) моль ЫаОН. По условию, в конечном растворе [Н+] = 10-12, значит, с учетом того, что ионное произведение воды равно 10-14, [ОН-] = 10-2. Поэтому
10_2 = 0. 1л: —0.03
0.2 + х
откуда получаем х = 0.356 л.
Ответ: 356 мл.
4. Глюкоза С6Н120 6 одновременно обладает свойствами альдегида многоатомного спирта:
Решения заданий вступительных экзаменов 2008 г. |
429 |
||||
|
|
|
I |
>Н |
|
|
|
|
Н< |
[ |
|
|
|
|
н—(!—он |
|
|
|
|
|
н—с!—он |
|
|
С6Н|20 6 + 2А§[(Ш 3)2]ОН — |
НО-СН2-(СНОН)4-СООШ4 + |
||||
|
|
|
|
+ 2А%1 + ЗИНзТ + Н20; |
|
С6Н120 6 + Н2 |
кат > |
НО-СН2-(СНОН)4-СН2-ОН (шестиатомный |
|||
спирт сорбит); |
|
|
|
|
|
С6Н120 6 —ФеРмент > |
2С2Н5ОН + 2С02| (спиртовое брожение глюко |
||||
зы); |
|
|
|
|
|
С6Н120 6 + 602 —> 6С02 + 6Н20 (горение). |
|
||||
5. СН3СН2СН3 |
№,'° |
> СН3СН=СН2 + Н2; |
|
||
СН3СН=СН2 + С12 |
500° > СН2С1-СН=СН2 + НС1; |
|
|||
СН2С1-СН=СН2 + Н2 |
|
№-'° |
> СН2С1-СН2СН3; |
|
|
СН2С1-СН2-СН3 + Н20 |
н+ |
> НОСНг-СНг-СНз + НС1. |
|
||
6. Пусть масса исходного раствора равна * г, тогда масса Си(Ж)3)2 равна 0.188л: г. Количество Си(Ж)3)2 составляет
0 188* у(Си(Ж>3)2) = -4--------=0.001* моль,
188
Электролиз раствора нитрата меди выражается уравнением:
2Си(Ш 3)2 + 2Н20 |
электролиз » 2Си + 0 2! + 4ЮЮ3, |
|
0.001* |
0.001* |
0.001д: 0.0005х 0.002х |
из которого следует, что растворенным веществом является азотная ки слота в количестве 0.002* моль и массой 63 • 0.002* = 0.126*.
По окончании выделения меди, на катоде выделяется водород из азотной кислоты:
4НЖ)3 + 2Н20 -> 2Н2| + 0 2| + 4НЖ)3,
или 2Н20 —> 2Н2| + 0 2|.
Как видно из уравнения, количество азотной кислоты не изменяется и, следовательно, остается равным 0.002* моль. На этом, втором, этапе электролиз сводится к разложению воды.
430 Письменный вступительный экзамен
Пусть электролизу подверглось у моль воды. Тогда на катоде выдели лось у моль водорода, а на аноде 0.5у моль кислорода:
2Н20 — 2Н2| + 0 2|.
УУ °-5У
Объемы газов, выделившихся на аноде и катоде, станут равными при
у = 0.0005* + 0.5у,
откуда у = 0.001*. Следовательно, на втором этапе разложилось 0.001* моль воды массой 0.018* г.
Рассчитаем массовую долю азотной кислоты в растворе:
____________т(Н1УГ03)
со(НЫОз) |
|
|
2) - т (Н 20) |
/и(исх.р - ра) - ти(Си) - т(0 |
|||
0.126* |
0.126* |
= 0.1397 (или 13.97%). |
|
* - 0.001* 64 - 0.016* - 0.018* 0.902* |
|
|
|
Ответ: 13.97%. |
|
|
|
7.1) 2КМп0 4 — |
К2Мп04+ Мп02 + 0 |
2|; |
|
2)К2Мп04 + 8НС1 -► МпС12 + 2КС1 + 2С12Т + 4Н20;
3)МпС12 + Ыа28 ->• М п8| + 2ИаС1;
4) |
ЗМп8 + 8 Ш 0 3(разб) -> ЗМ п(Ш 3)2 + 2Ж>Т + 38| + 4Н20; |
|
5) |
Мп(Ж>3)2 — ^ |
Мп02 + 2И02Т; |
6) |
ЗМп02 + 4А1 — |
ЗМп + 2А120 3. |
Ответ: |
X - МпС12, V - Мп02. |
|
8.1) С2Н4 + С12 -*• С2Н4С12;
2)С2Н4С12 + 2КОН(спирт) ->• С2Н2 + 2КС1 + Н20;
3)С2Н2 + Н20 н*2+'н+-'° > СНзСНО;
4) СНзСНО + 2А§[(Ш 3)2]ОН — |
СН3С О О Ш4+ 2А§| + |
||
|
|
|
+ ЗШзТ + Н20; |
5) |
СН3СООШ 4 + 2ЫаОН(тв) — |
Иа2СОз + ИН3Т + СН4Т + Н20; |
|
6) |
СИ* + С12 — |
СН3С1 + НС1. |
|
Ответ: X - С2Н6 или С2Н4С12) V - СН3СНО, Ъ - СН4.
9.Пусть сплав содержал * моль меди, у моль алюминия, г “Моль цинка
ик моль магния. Тогда масса сплава:
/и(сплава) = 64* + 21у + 65г + 24к = 5.67 г. |
(1) |
При действии раствора гидроксида натрия растворяются алюминий и цинк:
Решения заданий вступительных экзаменов 2008 г. |
431 |
2А1 + 2ЫаОН + 6Н20 -> 2Ыа[А1(ОН)4] + ЗН2Т; |
|
2п + 2ЫаОН + 2Н20 -> На2[2п(ОН)4] + Н2Т. |
|
Общее количество выделившегося газа равно 1.232 / |
22.4 = |
= 0.055 моль. Поэтому, исходя из уравнений реакций, можно записать: |
|
1.5у+ г = 0.055 моль. |
(2) |
Нерастворившийся остаток - смесь меди и магния, по условию его
масса |
|
т(Си + М§) = 64* + 24к = 2.8 г. |
(3) |
При действии соляной кислоты происходят следующие реакции: 2А1 + 6НС1 -♦ 2А1С13 + ЗН2Т;
2п + 2НС1 -> 2 пС12 + Н2Т;
М§ + 2НС1 -> М§С12 + Н2Т.
Количество выделившегося газа равно 1.456 / 22.4 = 0.065 моль, сле
довательно, |
|
1.5у + г + к = 0.065 моль. |
(4) |
Из (2) и (4) имеем А: = 0.01 моль. Подставляя значение к в (3), получа ем х = 0.04 моль.
Зная массу сплава и массу меди и магния, рассчитаем массу алюми
ния и цинка: |
|
|
т(А1 + 2п) = 5.67 - 2.8 = 2.87 г, |
|
|
или 21у + 65г = 2.87 г. |
(5) |
|
Составим из (2) и (5) систему с двумя неизвестными: |
|
|
|
\.5у +г = 0.055, |
|
|
21у + 65г = 2.87, |
|
решение которой дает: у = 0.01 моль, г = 0.04 моль. |
|
|
Массовые доли металлов в сплаве: |
|
|
со(Си) = |
0.04-64 |
|
- — -100% = 45.1%, |
|
|
|
5.67 |
|
0 01-27 со(А1) = ^ - ± 1 .. 100% = 4.76%,
5.67
со(2п) = 0 04 65 • 100% = 45.9% . 5.67
со(М§) = 001 24 100% = 4.23%. 5.67
Ответ: 45.1% Си, 4.76% А1,45.9% 2п, 4.23% М§.