2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA. II. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útmutató

Átírás

1 Oktatási Hivatal I. FELADATSOR 01/015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA II. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útmutató 1. B. 70Yb. C. A fenti reakióban a HDS képződése exoterm folyamat. Állítás Igaz Hamis Az említett ipari folyamatban a hidegebb víz dúsul deutériumban. A magasabb hőmérséklet kedvez a deutérium kén-hidrogénbe történő beépülésének. A folyamat során lényegében a kén-hidrogén szállítja a deutériumot a melegebb vízből a hidegebbe. () 5. A oldat: AgNO -oldat B oldat: NH -oldat A oldat: meszes víz B oldat: szódavíz A oldat: CuSO -oldat B oldat: Na-oldat 10 ml A oldat + néhány sepp B oldat Barna sapadék válik le. Ag + + Ag O + H O Fehér sapadék válik le. Ca() + H CO CaCO + H O Világoskék sapadék válik le. Cu + + Cu() 10 ml B oldat + néhány sepp A oldat A kezdeti zavarosodás gyorsan eltűnik. Ag O + NH +H O [Ag(NH ) + + A kezdeti zavarosodás gyorsan eltűnik. CaCO + H CO Ca + + HCO Világoskék sapadék válik le. Cu + + Cu() Tapasztalat megadása: 0,5 pont, helyes egyenlet: 0,75 pont, hibásan rendezett egyenlet 0,5 pont. Az utolsó sorban mindez sak akkor érvényes, ha a két válasz egyezik. Ha a válaszok eltérnek, de az egyik helyen jó szerepel, az 0,5 pontot ér. (5) 6. szaharóz < hangyasav < butándial < formaldehid 7. D 8. ()

2 9. Jó megoldás 1 pont, egy eltérés 0,5 pont. () A metil-piperin vizes oldata lúgos kémhatású. A metil-piperin kloroformban jobban oldódik, mint vízben. Igaz Hamis 0,5 = N H 11. O C () O d) 1. NaCl + H SO NaHSO + HCl I, SO () HI + H SO I + SO + H O d) D e) I + H S HI + S f) P g) 18 () Az feladatrészben a NaCl + H SO Na SO + HCl egyenlet is elfogadható.

3 II. FELADATSOR 1. feladat M(NH NO ) = 80,0 g/mol m/m%(n) = 5,0 % A keresett NPK-érték tehát t műtrágya esetén a foszfortartalom 100 kg P O 5 -nek felel meg, ami 108 mol P-t jelent. A káliumtartalom 110 kg K O-nak felel meg, ez 5 mol K-t jelent. Legyen a feloldott K HPO anyagmennyisége x, a KH PO -é y. Ekkor felírható: x + y = 108 mol x + y = 5 mol Ebből: x = 97 mol; y = 81 mol Tehát a szükséges mennyiségek: m(k HPO ) = M(K HPO ) 97 mol = 161 kg m(kh PO ) = M(KH PO ) 81 mol = 65,5 kg. feladat 7 pont Legyen a keletkező vegyület képlete AO x Felírható: M( A ) 1000,, ahol M(A) az ismeretlen elem moláris tömege. () x 16 g/mol 0, Ebből M(A) = 68,67x adódik. Kémiailag reális megoldás: x = esetén M(A) = 17, g/mol. A keresett elem a bárium. (A keletkező anyag a BaO, bárium-peroxid.) () Ba + O BaO BaO + H SO BaSO + H O I + H O + H + H O + I 8 pont

4 . feladat K: H O + e H + A: H O O + H + + e H O O + 6 H e A katódon fejlődő hidrogén térfogata,00 m. Ennek anyagmennyisége az ideális gáztörvény alapján 8,9 10 mol. n(e ) = 8,9 10 mol = 1,79 10 mol Q = 1,79 10 mol 9685 C/mol = 17,6 C I = 0,9 A Az anódon eközben ózon és dioxigén elegye képződik: V(O ) + V(O ) = 10,60 m.,00 m = V(O ) 6 + V(O ) () A két összefüggésből: V(O ) = 0,80 m V(O ) = 9,80 m A gázelegy 7,5 térfogatszázalék ózont tartalmazott. d) Bármennyi ózont is tartalmaz az anódon fejlődő gázelegy, dioxigénné történő bomlása során térfogata 11,00 m lesz (a katódon fejlődő hidrogén térfogatának a fele). Esetünkben a térfogat-növekedés tehát 0,0 m, ami a kiindulási gázelegy térfogatának,8%-a.. feladat = 9 pont HIn K [H [In [HIn [HIn = [In [H = K 10 ph K Az átmeneti színt akkor látjuk, amikor [HIn 10 [In és 10 [HIn [In Az előbb meghatározott összefüggés szerint ekkor 10 K 10 ph 0,1 K Ebből 6,6 < ph < 8,6 6 pont

5 5. feladat Lilás rózsaszín. Kék. C d) n(edta) =,9 m 0,0510 mol/dm = 0,51 mmol n(ca + + Mg + ) = 0,51 mmol e) (Ca + + Mg + ) = 5,0 mmol/dm 10 mg CaO anyagmennyisége 10/56 mmol. Az ásványvíz összes keménysége tehát 8,1 nk. f) HCO + H + H O + CO n(hco ) = n(hcl) = 8,0 m 0,099 mol/dm = 0,798 mmol (HCO ) = 7,98 mmol/dm Ezzel ekvivalens konentráió: (Ca + + Mg + ) v =,99 mmol/dm Ez megfelel, nk -nak = 9 pont

6 6. feladat x B = n n B összes = B össz K x = x x ammónia hidrogén xnitrogén = ammónia hidrogén nitrogén össz = K össz () Ebből: össz = 1,000 mol/dm p össz = össz RT =,99 MPa () Nem, mert a nyomásváltozás állandó hőmérsékleten az összkonentráió változását okozza, ami a K x = K össz összefüggés értelmében a K x megváltozását eredményezi. () Ha a kezdeti gázelegy sztöhiometrikus volt, akkor az egyensúlyi elegyben is :1 a hidrogén és a nitrogén anyagmennyiség-aránya. Ezek alapján az egyensúlyi elegyben 0, térfogatszázalék N és 61,0 térfogatszázalék H van. Ebből meghatározható a K x értéke a kérdéses hőmérsékleten: K x = 0187, = 0,759 0, 61 0, 0 Ezen a hőmérsékleten K x kisebb, mint 600 K-en, amiből következik, hogy a hőmérsékletet növelték. Az ammónia képződése ugyanis exoterm folyamat, a hőmérséklet növelése az ammónia bomlásának kedvez, tehát az egyensúlyi állandó sökkenésével jár = 8 pont

7 7. feladat A kénsavoldatra: [H [SO K s [HSO Hiba! Érvénytelen satolás. = [HSO + [SO [SO + [HSO = [H + Az egyenletrendszer megoldása: [H + = 0,11 mol/dm ph = 0,9 Az eetsavoldatra: [H [A K [A Hiba! Érvénytelen satolás. Ebből [H + = 1,5 10 mol/dm ph =,87 A Na-oldatra: ph = 1,00 ph-jú oldatot kaphatunk a kénsav- és a nátrium-hidroxid-oldat, valamint az eetsavoldat és a nátrium-hidroxid-oldat összeöntésével. H SO + Na 1,00 dm kiindulási kénsavoldathoz öntsünk V 1 térfogatú Na-oldatot. [H + = 1,00 10 mol/dm [H [SO [SO K s 19 Hiba! Érvénytelen satolás. [HSO [HSO 19[HSO + [HSO = [H + + [Na + 19[HSO + [HSO 01mol, = 100, dm V 1 [Na + 01mol, dm V1 = 100, dm V1 Az egyenletrendszer megoldásaként: V 1 = 1,9 dm () () CH CO + Na 1,00 dm kiindulási eetsavoldathoz öntsünk V térfogatú Na-oldatot. [H [A [A K 0, 0186 Hiba! Érvénytelen satolás. [HA [HA 0,0186[HA = [H + + [Na + 01mol, 0,0186[HA + [HA = 100, dm V [Na + 01mol, dm V = 100, dm V Az egyenletrendszer megoldásaként: V = 8,18 m ()

8 8. feladat 0,5 = 11 pont (Sn + ) =,5 mmol/dm n(sn + ) = 1,16 mmol A feloldott ón tömege: m(sn) = 18,0 mg A salétromsav tömege az eredeti oldatban: m(hno ) = 99 mg n(hno ) = 7,9 mmol Az oldódás után az oldatban 7,60 mmol nitrátion van, amiből következik, hogy elreagált 0,9 mmol nitrátion. A reakióba lépő ón anyagmennyisége éppen négyszerese a reagáló nitrátionok anyagmennyiségének, tehát a reakióegyenlet: Sn + NO Sn + + Az oxidáiósszám-változásból látszik, hogy a nitrátion 8 elektronos redukiót szenved, azaz a nitrogén oxidáiós állapotba kerül. Ez savas közegben ammóniumionnak felel meg. A reakióegyenlet tehát: Sn + NO + 10 H + Sn + + NH + + H O 7 pont