Региональный этап всероссийской олимпиады школьников по химии 2010-2011 года.
Экспериментальный тур
Задания регионального этапа олимпиады представлены
на сайте химфака МГУ
|
|
Девятый класс.
Задание: Вам выданы шесть пронумерованных бюксов, в которых находятся сухие соли: MgCl2, BaCl2, PbCl2, ZnCl2, MnCl2 и NaCl. Используя имеющиеся на столе реактивы и оборудование, определите в каком бюксе находится каждый из выше перечисленных хлоридов. Напишите уравнения реакций определения солей, там, где это необходимо.
Реактивы: 1M H2SO4, 1M NaOH, дистиллированная вода.
Оборудование: штатив с пробирками, шпатель, водяная баня, пипетки.
(30 баллов)
Деcятый класс.
Задание: В восьми пронумерованных бюксах находятся индивидуальные соли: Pb(NO3)2, MnCl2, NH4Cl, (NH4)2CO3, ZnCO3, Ca3(PO4)2, MgSO4 и Al2(SO4)3. Используя имеющиеся на столе реактивы и оборудование, определите каждую из выше перечисленных солей. Напишите уравнения реакций определения солей.
Реактивы: 1M HCl, 1M NaOH, дистиллированная вода.
Оборудование: штатив с пробирками, водяная баня, шпатель, пипетки.
(30 баллов)
Одиннадцатый класс.
Глубокоуважаемый Юный химик!
Вам предстоит работа с едкими и ядовитыми веществами - будьте осторожны и внимательны! Склянки с аммиаком и формалином держите закрытыми, если Вы их не используете. Если Вам что-либо будет непонятно, обращайтесь к члену жюри или лаборанту. Ни в коем случае нельзя определять вкус веществ! Соблюдайте правила техники безопасности!
Чтобы не терять время, во время упаривания растворов и охлаждения их до комнатной температуры Вы можете отвечать на поставленные (стр. 2) теоретические вопросы (однако помните, что нельзя допускать перегрева и разбрызгивания реакционной массы).
Гексаметилентетрамин (уротропин) - белые кристаллы сладкого вкуса, одно из очень немногих синтетических лекарственных средств, используемых в настоящее время, с более чем 100-летней историей: его начали применять ещё в 1884 г., и сейчас это вещество можно приобрести в любой аптеке (например, в смеси с хлоридом кальция под названием "кальцекс").
Другое замечательное свойство уротропина - способность сгорать без образования золы. Таблетки или брикеты "сухого горючего" состоят именно из уротропина с небольшой добавкой парафина. Хотя сухое горючее почти всегда можно купить в хозяйственном магазине или там, где торгуют туристическим снаряжением, в небольшом количестве можно изготовить его и в лаборатории. Впервые синтез уротропина осуществил 150 лет назад (1860 г.) Александр Михайлович Бутлеров.
Сегодня Вам предлагается получить уротропин из предложенных реактивов и проделать некоторые характерные для этого вещества реакции.
Методика получения уротропина
Отмерьте с помощью мерной пипетки 5мл 25%-ного водного раствора аммиака, перенесите отмеренный объём в стакан и добавьте 1 каплю фенолфталеина. Отмерьте с помощью мерного цилиндра 7 мл формалина (40%-ного водного раствора формальдегида), прилейте его к полученному в стакане малиновому раствору и тщательно перемешайте реакционную смесь стеклянной палочкой. Если спустя 1-2 мин. раствор в стакане не обесцветился, добавьте с помощью пипетки ещё 1-2 мл формалина и вновь перемешайте стеклянной палочкой.
Осторожно упарьте содержимое стакана до появления первых кристаллов уротропина (нельзя допускать перегрева, поскольку происходит сильное разбрызгивание реакционной массы). Охладите содержимое стакана до комнатной температуры, добавьте 5 мл этилового спирта, отмеренного с помощью мерного цилиндра. Перемешайте содержимое стакана стеклянной палочкой, тщательно смывая остатки уротропина со стенок. Полученный раствор аккуратно перелейте в фарфоровую чашку и упарьте на водяной бане досуха. Охладите чашку с полученными кристаллами уротропина до комнатной температуры.
Полученный уротропин аккуратно перенесите (с помощью выданного Вам шпателя) на предварительно взвешенную кальку и определите массу (запишите её!) полученного уротропина.
Теоретические вопросы
1. Почему при добавлении фенолфталеина к раствору аммиака появилась малиновая окраска, а при добавлении формалина она исчезла?
2. Напишите уравнение реакции, с помощью которой Вы получили уротропин.
3. К какому типу реакций относится эта реакция (выберите ответ (или ответы))?
а) разложения; б) присоединения - отщепления; в) обмена; г) изомеризации; д) конденсации.
4. Приведите все формулы для нахождения выхода полученного уротропина в расчёте на введённое количество аммиака, считая плотность 25%-ного водного раствора аммиака 0,91 г/см3. Рассчитайте выход продукта реакции.
Изучение некоторых свойств уротропина
а) С помощью шпателя отберите немного (около 1/3 полученного Вами вещества) уротропина, поместите его на несгораемую подложку и подожгите.
Напишите уравнение реакции горения уротропина.
б) Небольшое количество уротропина с помощью шпателя поместите в пробирку, добавьте ~1 мл раствора серной кислоты и слегка подогрейте на водяной бане. Понюхайте (осторожно!) выделяющиеся пары.
Приведите уравнение реакции гидролиза уротропина в кислой среде. Предложите реактивы, с помощью которых можно было бы идентифицировать образовавшиеся продукты гидролиза. Напишите уравнения соответствующих реакций идентификации и укажите наблюдаемые при этом эффекты.
в) Поместите в пробирку немного (3-4 кристаллика) твёрдого гексагидрата хлорида кобальта (CoCl2·6H2O) и примерно столько же твёрдого уротропина. Тщательно перетрите содержимое пробирки с помощью сухой стеклянной палочки (следите за тем, чтобы палочка не разбила пробирку). Что наблюдаете?
Объясните появление голубой окраски твёрдой смеси в пробирке. Напишите уравнение реакции, поясняющее Ваш ответ.
(30 баллов)
Полный комплект заданий регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по химии и их решения представлен на сайте химфака МГУ
