A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA II. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

Átírás

1 Oktatái Hivata A 2016/2017. tanévi Orzágo Középikoai Tanumányi Vereny máodik forduó KÉMIA II. KATEGÓRIA Javítái-értékeéi útmutató I. FELADATSOR 1. Fe 2+ (vagy Co + ) (2) 2. ΔrH = 86 kj/mo (2). a) 1. tartáy 2. tartáy. tartáy nagyobb ez X X X kiebb ez vátozatan marad a rendekezére áó adatokbó nem dönthető e () b) 1. tartáy: 2. tartáy: 4-zereére. tartáy: ) 1. tartáy 2. tartáy. tartáy A bróm konentráiója ND N ND A gázeegy átago moári tömege NV NV NV A gázeegy űrűége NV N N Minden hibátanu kitötött or, özeen () 7 pont 4. D < A < C < B 5. C < A < B (2) 6. a) A katódon. b) 2 NO + 12 H e N2 + 6 H2O ) NO + 10 H e NH4 + + H2O 2 NH4 + N2 + 8 H e 4 pont Bármeyik egyenetben megjeenhet OH. Pontevoná (egyenetenként 0,5 pont) akkor jár, ha egy egyeneten beü H + é OH i zerepe.

2 7. a) NH4 + Mg 2+ PO4 H2O N N N C Az ionok hatáa együtt: ; a víz hatáa: b) A (0,5) ) B (0,5) d) B (0,5) e) CO(NH2)2 + H2O = 2 NH + CO2 (1,5) f) A (vagy D vagy A,D) (0,5) g) C (0,5) 6 pont e) értékeée: 0,5 pont a karbamid képete, 0,5 pont a hidroízitermékek képete, 0,5 pont a heye rendezé. Efogadható még: CO(NH 2) H 2O = NH 4HCO + NH 8. a) Cu 2+ é Cu + 1:2 arányban + b) Kizáróag Cu + ionok vannak jeen. pont 9. a) angeikaav: tiginav: b) 2-metibut-2-énav (0,5) ) etén: zén-dioxid (0,5) propén: zén-dioxid é eetav (0,5) d) buta-1,-dién: zén-dioxid (0,5) e) 2-metibutánav (0,5) f) enantiomerek (0,5) g) D (0,5) h) E (0,5) a) A képetek feeréée eetén 1 pont adható. b) Hibá kontitúióhoz tartozó heye enevezé maximái 0,5 pontta értékeendő. ) A hangyaav hangyaav+eetav hangyaav+oxáav váazkombináió (azaz a karbonavak továbboxidáiójának figyemen kívü hagyáa 1 pont. e) Hibá kontitúióhoz tartozó heye enevezé maximái 0,5 pontta értékeendő. 7 pont 2

3 10. a) A B C D Hexóz X X X Adóz X X X X Rendekezik zabad gikozido OH oportta Minden heyeen kitötött or, özeen () b) A C 1 B C 1 2 C D 1 4 ) A d) 8 pont (2)

4 II. FELADATSOR 1. feadat 2 A2(SO4) + KMnO4 = A(MnO4) + KA(SO4)2 (2) (1 pont a heye képetekért, 1 pont az egyenetrendezéért.) M[A2(SO4)] = 42 g/mo M[KMnO4] = 158 g/mo Az egyenet zerint a megfeeő tömegarány: m[a2(so4)] : m[kmno4] = 2 42 : 158 = 1,44:1 (2) A teített odatok töményége: A2(SO4)-odat: 42,2 m/m% KMnO4-odat: 25,21 m/m% Az eegyítendő odatok tömegaránya: 1,44 m[a2(so4)-odat] : m[kmno4-odat] = : 42,2 1 25,21 = 0,861: 1 Hibáan feírt képet úyo evi hibának zámít, így további rézpontok nem adhatók. Hibáan rendezett reakióegyenette, evieg heye zámítá eetén minden további rézpont megadható. 6 pont 2. feadat M(KNaC4H4O6 4H2O) = 282,2 g/mo n(knac4h4o6) = 6, mo A tömegvezteég 0,22 g, ami 1 mo KNa-tartarát-tetrahidrátra vonatkozóan 49,55 g. Az etávozó anyag víz, így anyagmennyiége 1 mo KNa-tartarát-tetrahidrátra 2,75 mo. Formáian feírható a KNaC4H4O6 4H2O KNaC4H4O6 1,25H2O + 2,75 H2O egyenet, azonban tudjuk, hogy iyen özetéteű kritáyok nem éteznek. Nem jöhet zóba a Rohee-ó rézege vízveztée em, hizen nem imerete a vízmente KNa-tartarát em. A 6 C-on kapott anyag tehát K2-tartarát xh2o é Na2-tartarát yh2o 1:1 anyagmennyiégarányú keveréke. A étező fáziok özetéteének imeretében a két anyag: K2-tartarát 1/2H2O é Na2-tartarát 2H2O 10 C-on a tömegvezteég 0,468 g, ami 1 mo Rohee-óra vonatkozóan 72 g. Ez megfee 4 mo víznek, azaz a teje víztartaom eveztéének. Mive vízmente káium-nátrium-tartarát nem étezik, a kapott anyag vízmente K2-tartarátot é vízmente Na2-tartarátot tartamaz. A ók anyagmennyiég-aránya 1:1. 7 pont 4

5 . feadat a) 1 mo gyémántban 1 mo zénatom van. Minden zénatom 4 kovaen kötét aakít ki, de egy kovaen köté 2 zénatomhoz tartozik. 1 mo gyémántban tehát 2 mo C-C köté taáható. (2) b) 1 mo SiC-ban 2 mo atom taáható. Mive zerkezete a gyémántta anaóg, 1 mo SiC-ban 4 mo Si C köté taáható. (2) ) A gyémánt é a fuor reakiója: C(gyémánt) + 2 F2(g) = CF4(g) ΔrH = 9 kj/mo 2 kj/mo = 95 kj/mo (2) A gyémánt képződéhőjének figyemen kívü hagyáa: Ugyanez a reakióhő feírható a kötéi energiák özegeként i: 95 kj/mo = kj/mo + 2Eköt(C C) kj/mo Ebbő: Eköt(C C) = 48 kj/mo A ziíium é a fuor reakiója: Si(z) + 2 F2(g) = SiF4(g) ΔrH = 1615 kj/mo Ugyanez a reakióhő feírható a kötéi energiák özegeként i: 1615 kj/mo = kj/mo + 2Eköt(Si Si) kj/mo Ebbő: Eköt(Si Si) = 168 kj/mo A ziíium-karbid é a fuor reakiója: SiC(z) + 4 F2(g) = SiF4(g) + CF4(g) ΔrH = 2476 kj/mo Ugyanez a reakióhő feírható a kötéi energiák özegeként i: 2476 kj/mo = kj/mo + 4Eköt(C Si) kj/mo kj/mo Ebbő: Eköt(C Si) = 276 kj/mo Mindhárom anyag eetén érvénye ev: rozu kizámot reakióhőve i megadható a kötéi energia zámítááért járó 2 rézpont. 14 0,5 = 7 pont 5

6 4. feadat a) + PbSO4 + 2 H2O PbO2 + H2SO4 + 2 e + 2 H + PbSO4 + 2 e + 2 H + Pb + H2SO4 A reakióegyenetekben OH nem jeenhet meg. b) Pb + PbO2 + 2 H2SO4 2 PbSO4 + 2 H2O Itt é az a) feadatrézben Pb 2+ vagy Pb 4+ fetüntetée egy adott egyenetben 0,5-0,5 pont evonááva jár. ) E d) 45 Ah töté Ah = C Ez megfee 1,68 mo eektronnak, ami a fenti egyenetek aapján 0,84 mo PbSO4-et jeent mindkét eektródon. Ennek tömege 255 g. e) Fetötött áapotban az eektródok anyaga Pb, i. PbO2, meyek anyagmennyiége 0,84 mo. A PbO2 tömege 0,84 mo 29,2 g/mo = 201 g A Pb tömege 0,84 mo 207,2 g/mo = 174 g f) B g) C, E (2) Egy etéré (hiány vagy többet): 1 pont. h) A töté orán keetkező H2SO4 anyagmennyiége azono a PbSO4 anyagmennyiégéve. m(h2so4) = 1,68 mo 98,1 g/mo = 165 g Ha a kénav anyagmennyiége evieg hibá (azaz nem egyenő a d) feadatrézben kizámot eektron-, i. PbSO 4-anyagmennyiégge), erre a feadatrézre pont nem jár. i) Legyen kiütött áapotban az eektroit tömege x. Töté közben keetkezik 165 g kénav, de efogy 1,68 mo, azaz 0,2 g víz. Fetötött áapotban tehát x + 14,8 g az eektroit tömege. Ha ekkor a kénavtartaom a megengedhető egnagyobb, akkor a tömege 0,(x + 14,8 g) Ha kiütött áapotban a kénavtartaom a megengedhető egkiebb, a tömege 0,1x A kettő küönbégére feírható: 0,(x + 14,8 g) 0,1x = 165 g Ebbő: x = 62 g A minimái eektroitmennyiég kiütött áapotban 62 g, fetötve 758 g j) A ea teje tömege kiütött é fetötött áapotban azono. Kiütött áapotban g PbSO4 meett egaább 62 g eektroit van jeen. Ez özeen 11 g, ami az akatrézekke együtt 160 g. [Fetötött áapotra: 1,2 (201 g g g) = 160 g] 14 2 =14 pont 2 6

7 5. feadat m tömegű tizta inkre a fogyá egyen V! A vizgát, zintén m tömegű zennyezett ink tartamazzon x hányadban ZnO-t, ekkor x m tömegű ZnO é (1 x) m tömegű Zn van benne. (1 x) m tömegű Zn-re (1 x) V térfogatú EDTA fogy x m tömegű ZnO egyenértékű 65,4 65,4 16 x m tömegű inkke Erre tehát 0,80 x V térfogatú EDTA fogy. A zennyezett inkre a fogyá: (1 x) V + 0,80 x V = (1 0,197x) V Azokat az eeteket kereük, amikor a zennyezett inkre vonatkozó fogyá több mint 0,5%-ka etér a tizta inkre vonatkozótó. (1 0,197x) V < 0,995 V Ebbő x > 0,025 Tehát 2,5 m/m%-ná nagyobb ZnO-tartaom mutatható így ki. 6 pont 6. feadat a) Ha a teített odatban x az AgC konentráiója, akkor x 2 = 1, mo 2 /dm 6 x = 1, mo/dm A kereett tömegkonentráió tehát 1, mo/dm 14, g/mo = 1,92 10 g/dm b) A apadékeváá pianatában: [Ag + 5 m 5 10 ] = 6,1m = 4,10 10 mo/dm [C 1,8 10 ] = = 4, mo/dm 4,1 10 A minta koridion-konentráiója tehát: 8 [C 6,1m 4,9 10 ]minta = = 2, mo/dm 1,1m ) 15,00 m koridtartamú mintában, mo C van. Az özeönté után 9 [C, mo ] = = 1, mo/dm 20,0 m [Ag + 1,8 10 ] = = 9, mo/dm 7 1,82 10 A hígított odat ezütion-konentráiója tehát 7

8 4 [Ag + 20,0 m 9,87 10 ]hígított = 5,00 m 5,00 10 A hígítá mértéke tehát,95 10 =,95 10 mo/dm = 1,27-zere. d) 1 dm tengervíz 19 g koridiont tartamaz, tehát [C ] = 0,56 mo/dm [Ag + 1,8 10 ] = =, mo/dm 0,56 mo dm m(ag + ) =, mo/dm 1, dm 107,9 g/mo = 4, g 7. feadat = 8 pont a) Ha V térfogatú avodatot titráunk, meynek konentráiója, akkor V anyagmennyiégű NaOH-ra van zükég. V A NaOH-odat térfogata tehát 0,002 mo dm V A megtitrát odat térfogata V + = V (1+500 mo 1 dm ) 0,002 mo dm Benne a 4-kór-2,6-dinitrofenoát anyagmennyiége V A 4-kór-2,6-dinitrofenoát konentráiója V = 1 1 V (1+ 500mo dm ) mo dm Ugyanekkora a avmaradékion-konentráió a kiinduái odatban i, 1 tehát a dizoiáiófok α = mo dm 2 K = 1 Beheyetteítve a fenti özefüggét, = 2 10 mo/dm adódik [H + ] = α = 1 10 mo/dm ph = Átaánoabb megodá: Legyen a kiinduái avodat konentráiója, a mérőodaté. Könnyen beátható, hogy a megtitrát odat térfogata: Vö = V (1+ ) Úgy ehet azono a kiinduái odatban é a megtitrát odatban a avmaradékionkonentráió, hogy kezdetben a av dizoiáiófoka 1/x vot, majd x-zere híguá után 1 ett. (A megtitrát odatban jó közeítée 1 a dizoiáiófok.) A híguá mértéke: x = 1+

9 Tehát a dizoiáiófok: α = 1/(1+ Ezt beheyetteítve a K = = 2 1 ( K K özefüggébe, kapjuk: ) Tudjuk, hogy [H + ] = α = Evégezve a megfeeő műveeteket: [H + ] = K ) = ( K K ) b) Indujunk ki 1 dm avodatbó, ebben 2 10 mo av van. 50%-o titrátágig 1 10 mo NaOH zükége, a fehaznát úgodat 0,5 dm. Ebben az odatban [Na + ] = 2/ 10 mo/dm Feírható özefüggéek: [H + ] + [Na + ] = [A ] [H ] [A ] = K [HA] [A ] + [HA] = 4/ 10 mo/dm Az egyenetrendzer megodáa: [A ] = 1 10 mo/dm Az egyenetrendzer megodáa bármiyen titrátág (0% < t < 100%) eetén [A ] = 1 10 mo/dm = 8 pont 9