Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Átírás

1 Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam A feladatlap megoldásához kizárólag periódusos rendszert és elektronikus adatok tárolására nem alkalmas zsebszámológép használható. A számológépet nem helyettesítheti mobiltelefon! 1. feladat (1) A következő részecskéket vizsgáljuk: káliumion magnéziumion oxidion szulfidion metánmolekula hidrogén-klorid-molekula vízmolekula oxóniumion hidroxidion neonatom ózonmolekula Írd az állítások mellé azon részecskék kémiai jelét (vegyjelét vagy képletét), amelyekre igaz az adott állítás! Vigyázz, egy-egy állításhoz több helyes válasz is tartozik! a) több proton van benne, mint elektron b) összesen 10 protont tartalmaz c) összesen 10 elektront tartalmaz d) tartalmaz kovalens kötést e) a tiszta, hegyi levegőben előfordul f) a desztillált vízben előfordul 2. feladat (8 pont) A következő anyagokat vizsgáljuk: hidrogén-klorid kén-trioxid klór metán ammónia konyhasó fehérfoszfor Karikázd be azon anyagok nevét, amelyek 25 o C-on és légnyomáson reakcióba lépnek a vízzel! Ügyelj arra, hogy a hibás karikázásért pontlevonás jár! Írd fel a megfelelő reakcióegyenleteket! Reakcióegyenletek:

2 3. feladat (8 pont) Melyik anyagra ismersz rá? Az anyag nevével válaszolj! a) záptojásszagú gáz.. b) vörösbarna színű gáz.. c) lila színű szilárd anyag, amelyre sósavat öntve klórgáz fejlődik d) színtelen, szúrós szagú, a levegőnél kisebb sűrűségű gáz.... e) vízelvonó hatású folyadék.. f) üdítőitalok savanyítására használják.. g) keményítőoldattal sötétkék színeződést ad.. h) a növényi olajok keményítésére használják.. 4. feladat (10 pont) 2000 cm 3 5,00 tömeg%-os, 1,02 g/cm 3 sűrűségű hidrogén-peroxid-oldatba 8,00 g mangándioxidot (MnO 2 ) szórunk. A hidrogén-peroxid (H 2 O 2 ) ennek hatására bomlani kezd, heves buborékképződés tapasztalható, a fejlődő gáz lángra lobbantja a parázsló gyújtópálcát. a) Milyen gáz keletkezik? b) Mi a bomlás egyenlete? c) Mi a mangán-dioxid szerepe a folyamatban? d) A tiszta hidrogén-peroxidot lökhajtásos repülőgépek, rakéták hajtóanyagaként is használják az üzemanyaghoz keverve. Miért? e) Hány g hidrogén-peroxidot tartalmazott a fönti példában szereplő oldat? f) Mekkora térfogatú gáz fejlődik a folyamat során? A gázok moláris térfogata a példa körülményei között, vagyis légnyomáson és 25 o C hőmérsékleten 24,5 dm 3 /mol.

3 5. feladat (1) Egy zárt tartályban lévő, 25 o C-os hidrogén-oxigén gázelegyet szikrával felrobbantunk. A reakció után a tartályban a molekulák száma az eredeti ¾-ére csökken. a) Írd föl a reakció egyenletét! b) Hány % hidrogén- és hány % oxigénmolekulát tartalmazott a kiindulási gázelegy?

4 6. feladat (14 pont) 350 g 15 tömeg%-os nátrium-hidroxid-oldatot közömbösítünk 10 tömeg%-os kénsavoldattal. a) Írd föl a reakció egyenletét! b) Számítsd ki, hány g kénsavoldat szükséges! c) Számítsd ki, hány tömeg%-os lesz az oldat a keletkező sóra nézve!

5 Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam MEGOLDÁSOK 1. feladat a) K +, Mg 2+, H 3 O + b) CH 4, H 2 O, Ne c) Mg 2+, O 2-, CH 4, H 2 O, H 3 O +, OH -, Ne d) CH 4, HCl, H 2 O, H 3 O +, OH -, O 3 e) H 2 O, Ne f) H 2 O, H 3 O +, OH - Mindegyik helyes képlet (vegyjel) fél pontot ér. Ha a versenyző a képlet helyett a részecske nevét írja be, nem kap pontot. 2. feladat klór, hidrogén-klorid, kén-trioxid, ammónia Ha a versenyző egyéb anyagot is megjelöl, hibás válaszonként levonást érdemel. Cl 2 + H 2 O = HCl + HOCl (Cl 2 + H 2 O = 2HCl + 0,5O 2 nem fogadható el!) HCl + H 2 O = H 3 O + + Cl SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 NH 3 + H 2 O = NH OH - (24 0,5 pont) Összesen: 1 4 Összesen: 8 pont 3. feladat a) kénhidrogén / dihidrogén-szulfid / hidrogén-szulfid b) nitrogén-dioxid (nitrogén-oxid nem jó) / esetleg: brómgőz (bróm nem jó) c) hipermangán / kálium-permanganát d) ammónia e) kénsav (P 2 O 5 nem jó, mert szilárd) f) szén-dioxid / szénsav / foszforsav g) jód (esetleg: Lugol-oldat) h) hidrogén Összesen: 8 pont 4. feladat a) oxigén b) 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 c) katalizátor d) a rakéta üzemanyaga a H 2 O 2 bomlásából származó oxigén segítségével ég el / a H 2 O 2 oxidálószer / vagy más hasonló értelmű válasz e) az oldat tömege m = ρ V = 2000 g 1,02 g/cm 3 = 2040 g az oldott anyag tömege: m = 0, g = 102 g H 2 O 2 m 102g f) a H 2 O 2 anyagmennyisége n = 3 mol M g 34 mol a keletkező oxigén anyagmennyisége feleennyi, vagyis 1,5 mol térfogata V = n V m = 1,5 mol 24,5 dm 3 /mol = 36,75 dm 3 O 2 Összesen: 10 pont

6 5. feladat a) 2H 2 + O 2 = 2H 2 O b) Induljunk ki 100 mol (vagy 100 darab) molekulából! Ez esetben a reakció után 75 mol molekula maradt, az n 25 mollal csökkent. Az egyenlet alapján az n csökkenéséből: n = 25 mol O 2 fogyott n = 25 mol 2 = 50 mol H 2 fogyott n = 50 mol H 2 O keletkezett A 75 mol maradékból 50 mol H 2 O, a fennmaradó 25 mol vagy H 2 vagy O 2. 1) H 2 maradt, mégpedig 25 mol Eredetileg = 75 mol H 2 volt 75 % H 2 25 mol O 2 volt 25 % O 2 2) O 2 maradt, éspedig 25 mol Eredetileg 50 mol H 2 volt 50 % H = 50 mol O 2 volt 50 % O 2 Ha a versenyző csak az egyik lehetőséggel vet számot, de azt jól kiszámolja, 8 pontot kap. Összesen: 1 6. feladat a) 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O b) a NaOH-oldatban 350 g 0,15 = 52,5 g NaOH van m 52,5g n(naoh) = = 1,313 mol M g 40 mol n(h 2 SO 4 ) = 0,5 n(naoh) = 0,656 mol m(h 2 SO 4 ) = n M = 0,656 mol 98 g/mol = 64,3 g m( o. a.) 64,3g m(o) = = 643 g kénsavoldat kell 10 10g c) az egyenlet szerint keletkezik 0,656 mol Na 2 SO 4 ennek tömege m = n M = 0,656 mol 142 g/mol = 93,2 g az összeöntött oldat tömege m = m 1 + m 2 = 350 g g = 993 g A versenyző úgy is számolhat, hogy az NaOH-oldatban 297,5 g víz volt a kénsavoldatban 578,7 g víz volt a reakcióban 23,6 g víz keletkezett összesen m = 297,5 g + 578,7 g + 23,6 g + 93,2 g = 993 g oldat keletkezik Ez a bonyolultabb gondolatmenet is ot ér. m( o. a.) m( o) ,2g 993g 100 = 9,4 tömeg% Na 2 SO 4 Összesen 14 pont A feladatlap összes pontszáma 64 pont