1-ая Балтийская олимпиада, 1993 год (8)

1.

Кристаллогидрат стабильной соли содержит 2,79% H; 9,97% C и 38,48% элемента A. При его нагревании около 800°C образуется оксид с содержанием кислорода 14,73%. При нагревании при более низкой температуре образуется соединение, содержащее 5,80% C; 67,13% элемента A и 27,07% O (Это соединение является также промежуточным продуктом разложения при 800 °C).

a) Найти формулу кристаллогидрата.

b) Какой продукт образуется при нагревании около 800 °C?

c) Написать реакцию образования промежуточного продукта разложения.

d) Написать реакцию образования оксида из промежуточного продукта.

2.

Раствор содержит сульфаты четырех металлов. Металлы расположены в периодической системе элементов в одном периоде рядом друг с другом и в сульфатах их степени окисления равны 2. Количества моль солей равны 0,0100; 0,0100; 0,0200 и 0,0200. В раствор добавили в избытке гидрат аммония и пероксид водорода. Образовавшийся осадок A отфильтровали и прокалили до постоянной массы, равной 2,47 г. Фильтрат прокипятили, выпавший осадок B отделили и прокалили. Его постоянная масса равнялась 2,36 г. Полученный в конечном итоге раствор не содержал ионов металлов. Осадок A растворили в растворе HCl, при этом выделилось 224 см³ хлора (н.у.). При растворении осадка B в растворе соляной кислоты вы-делилось 150 см³ хлора (н.у.).

a) Определить формулы сульфатов металлов.

b) Рассчитать количества моль этих сульфатов.

c) Написать все перечисленные реакции.

3.

5,000 г имеющей характерный неприятный запах жидкости (A) сожгли в кислороде. Образовавшиеся продукты абсорбировали в избытке NaOH. Масса раствора щелочи увеличилась на 16,41 г. К этому раствору добавили Ba(OH)₂, в результате чего выпало 59,74 г осадка. Осадок растворили при нагревании в соляной кислоте, при этом выделилось 6,660 дм³ газа (V_m = 22,40 дм³/моль).

a) Найти состав жидкости A (написать эмпирическую формулу).

b) Написать все возможные структуры вещества A.

c) Описать одно из характерных химических свойств вещества A.

4.

Написать структуры всех таких нейтральных стабильных органических соединений, молекулы которых состоят из C, H и O (с эмпирическими формулами C_mH_n и C_mH_nO_x), в которых число атомов углерода равно от 2 до 6 и все они в sp² гибридизации и структурно эквивалентны друг другу.

5.

Вещество A состоит на 69,77% из углерода и на 11,63% из водорода. В масс-спектре вещества A зарегистрировано два пика, соответственно m/z = 86 (молекулярный ион) и m/z = 57. В инфракрасном спектре линия около 1740-1720 см^-1. В ¹H ЯМР спектре два синглета δ₁ = 1-1,5 м.д. и δ₂ = 9,5-10 м.д. Отношение интенсивностей пиков 9 : 1.

a) Написать структурную формулу вещества A.

b) Написать уравнения реакций, в которых вещество A реагирует:

1. с формальдегидом;
2. с ацетальдегидом в щелочной среде;
3. с алюминий-изопропанолятом в присутствие изопропанола.

6.

Белок гемоглобин широко известен, как переносчик кислорода. Менее известны другие природные протеины, способные транспортировать кислород. Один из них, геморитрин, обна-ружен у некоторых позвоночных. В связывающем кислород центре геморитрина располагают-ся два атома железа, образующих комплекс, взаимодействуя с боковыми цепями остатков аминокислот. На основе рентгеновского структурного анализа установлено, что расстояние между атомами железа в геморитрине равно 3,57 Å (в кристалле металлического железа меж-атомное расстояние равно 2,48 Å). Один из атомов связан координационными связями с тре-мя, другой — с двумя боковыми цепями аминокислот (каждая из цепей содержит пятичленный цикл). Кроме того, атомы железа связаны с еще двумя различными остатками аминокислот при помощи Fe-O координационных связей.

a) Какие остатки аминокислот входят в комплекс?

b) Нарисовать пространственную структуру связывающего кислород центра.

c) Как и где может быть связан кислород в этом центре?

d) Какие особенности связывания кислорода гемоглобином Вы знаете?

7.

При электролизе цианокомплекса золота в щелочном растворе на катоде осаждается 0,460 г золота, а на аноде выделяется 13,06 см³ кислорода (н.у.). Написать электродные реакции и определить степень окисления золота в комплексе, принимая, что все реакции протекают со 100% выходом.

8.

В одном дм³ раствора содержалось 0,365 г HCl и 6,00 г CH₃COOH. К раствору добавили 2,00 г твердого гидроксида натрия. Рассчитать концентрацию ионов водорода и pH раствора до и после добавления NaOH. Константа диссоциации этановой кислоты равна 1,75 · 10^-5.