«Рождающий А» (11 класс)
(для решения требуется авторизация)

Источник: Всесибирская олимпиада школьников по химии

Мировое потребление вещества X составляет около 75 млн тонн. Из них более 75 % производится каталитической водяной конверсией природного газа при температурах порядка 1000 °С [реакция 1], а почти все остальное – паровой конверсией угля [2]. Для увеличения выхода X после проведения реакций [1] и [2] полученный газ пропускают над оксидным катализатором (например, CuO+ZnO+Al₂O₃) при температуре 200-250 °С, проводя т.н. «реакцию водно-газового сдвига» [3]. Наиболее чистый X получают электролизом вещества A [4]. Такой X представляет собой газ 99,7–99,8 % чистоты, а в виде примеси он содержит только воздух. Для очистки этот газ пропускают через башню с активной медью при нагревании [5], а затем через трубу с хлоридом кальция [6] или пентаоксидом фосфора [7]. Такой X можно применять для большинства лабораторных целей, так как присутствие незначительного количества газа B редко служит помехой.

• Напишите формулы веществ X, A, B и уравнения реакций [1] – [7]. Внимание! Здесь и далее при написании реакций в ответ указывайте сумму минимальных целочисленных коэффициентов в записи их уравнений.

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение

• Что представляет собой «активная медь»?

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Решение

• При помощи аппарата, представленного на рисунке, X обычно получают в лабораторных условиях посредством взаимодействия сложного вещества C с металлом D [8]. При этом из 13 г D можно получить до 4,88 л X (объем X измерен при 25 °C и 1 атм). Помимо этого, в результате реакции [8] образуется раствор вещества E с массовой долей металла в веществе 40,5 %. 
  
  Напишите формулы веществ C – E и уравнение реакции [8]. Назовите фамилию человека, который придумал аппарат, изображенный на рисунке. Чем этот аппарат так удобен не только для получения X, но и для получения некоторых других газов?

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение

• Газ X в основном проявляет свойства восстановителя, но при этом почти всегда реагирует только при нагревании. Вам представлен список реагентов: Al₂O₃, CuO, I₂, KMnO₄(водн), Fe₂O₃, CO. Не все из представленных веществ могут реагировать с X, реагирует лишь часть из них с образованием веществ 1 – черный порошок [9], 2 – простое вещество [10], 3 – бесцветный газ [11], 4 – бесцветный газ [12]. Известно, что 1 является компонентом распространенного минерала, а плотности газов 3 и 4 измеренные при одинаковых условиях, отличаются в 8 раз (у 4 плотность больше). 
  
  Из представленных выше веществ выберите те, которые могут реагировать с газом X.

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Решение

• Напишите уравнения этих реакций [9] – [12] и формулы образующихся продуктов 1 – 4. 

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение

• При нагревании X реагирует и со многими простыми веществами, в том числе выступая и в роли окислителя. Вам снова представляется список веществ: Li, S, Si, U, P, Hg. И снова не все из представленных веществ могут реагировать с X, однако можно получить соответствующие бинарные соединения 5 - 10 другими способами. Вещества 5, 6, 7 представляют собой бесцветные ядовитые газы, 5 можно получить по реакции [13], посредством взаимодействия вещества C со спёком песка с магнием [14], газ 6 причастен к почернению серебряных изделий на воздухе [15]. Чистый 7 не имеет запаха, однако запах технического 7 обычно описывают как запах тухлой рыбы или чеснока. Вещества 8, 9, 10 представляют собой твердые порошки. 8 используют для синтеза весьма распространенного в органической химии восстановителя с массовой долей атомов самого легкого элемента в нем 10,53 %. 9 можно использовать для получения экстремально чистого X посредством реакции разложения, при этом из 2 моль вещества 9 можно получить до 3 моль X. Вещество 10 термически нестабильно и разлагается уже выше -125°C. Отметим, что среди бинарных соединений 5-10 есть две пары веществ с равными мольными долями (соотношениями) элементов. 
  
  Напишите формулы соединений 5-10. Напишите уравнения реакций [13] – [15]. Приведите рациональные лабораторные способы получения соединений (уравнения реакций с условиями), которые нельзя получить взаимодействием простых веществ. 

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение

• Отметьте среди соединений 5-10 те, которые можно получить посредством взаимодействия простых веществ

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Решение