MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA FELADATMEGOLDÓ VERSENY

Átírás

1 JAVÍTÓKULCS Elérhető összes pontszám: 115 pont 1.) Nyelvészkedjünk! (10 pont) Az alábbiakban kémiai elemek magyar névváltozatai vannak felsorolva a nyelvújítás korából. Írd a megfelelő kifejezések mellé az adott elem mai elnevezését! horgany: CINK bűzlő/büzeny: BRÓM villó/vilany: FOSZFOR gyúló/éleny/savanyító: OXIGÉN gyúló/köneny/víztárgy: HIDROGÉN kéneső: HIGANY zöldlő/halvany: KLÓR fojtó/légeny: NITROGÉN kovó/kovany: SZILÍCIUM farkasnyál/seleny: VOLFRÁM 2.) Anyagok de milyenek? (7 pont) Egészítsd ki a táblázatot értelemszerűen a megadott kifejezésekkel! kobalt, vegyületek, levegő, összetett anyagok, kén, fémes elemek, víz Anyagok egyszerű anyagok ÖSSZETETT ANYAGOK FÉMES ELEMEK nemfémes elemek VEGYÜLETEK keverékek pl.: KOBALT pl.: KÉN pl.: VÍZ pl.: LEVEGŐ 3.) Fizikai vagy kémiai? Újra ez itt a kérdés! (8 pont) Írj a következő folyamatok elé F vagy K betűt aszerint, hogy fizikai vagy kémiai változás! K a vas rozsdásodása F a szárazjég eltűnése F a nitrogén cseppfolyósítása F a hó olvadása F a jód oldása alkoholban K a tej megsavanyodása K a faszén izzása K a motorbenzin égése

2 4.) Felismersz? (10 pont) A következő állítások egy-egy szervetlen anyagra (elemre vagy vegyületre) vonatkoznak. Írd az állítások mellé a megfelelő anyag nevét! nevének görög jelentése bűzös: BRÓM édes és sós változata is ismert: VÍZ jelenlétében a bor megecetesedik, a zsír megavasodik: OXIGÉN a gyomorban a táplálék fehérjetartalmának emésztéséhez szükséges: SÓSAV Bródy Imre találmányában ezzel töltik az izzólámpákat: KRIPTON hőmérőkből kifolyt higany veszélyességét ezzel lehet csökkenteni: KÉN jelenléte a Föld felszínén nagyon káros, a magas légkörben viszont nagyon hasznos: ÓZON sói, a gipsz és a rézgálic közismert anyagok: KÉNSAV hiánytünetének megelőzésére a konyhasóhoz megfelelő adalékanyagot kevernek: JÓD a legkisebb sűrűségű gáz: HIDROGÉN 5.) Változzunk! (14 pont) Nevezd meg, milyen halmazállapot-változást jelölnek az egyes számok! Ezután kösd össze a táblázatban az adott változást a megfelelő energiaváltozással! szilárd folyadék légnemű Halmazállapot-változás 1. FAGYÁS 2. SZUBLIMÁCIÓ 3. OLVADÁS 4. LECSAPÓDÁS/KONDENZÁCIÓ 5. PÁROLGÁS/FORRÁS* 6. FORRÁS/PÁROLGÁS* Energiaváltozás ENDOTERM: 2.; 3.; 5.; 6.;** EXOTERM: 1.; 4.; 7.;** 7. LECSAPÓDÁS/KONDENZÁCIÓ *: FELCSERÉLHETŐEK! **: AZ ÖSSZEKÖTÉS HELYETT FELSOROLÁS TÖRTÉNT!

3 6.) Nem látható, de számolható! (5 pont) Pótold a hiányzó adatokat! (Minden helyes válasz 0,5 pontot ér.) Izotóp jelölése protonszám elektronszám neutronszám rendszám tömegszám Al P ) Életünk a kémia! (10 pont) A következőkben olyan, a mindennapi életben megfigyelhető jelenségeket leírását találod, amelyek okait kémiai ismereteid alapján meg tudod magyarázni. Minden kifejezés után röviden írd le az adott jelenség magyarázatát! Ha olyan, többnyire zárt helyiségben tartózkodunk, ahol jellegzetes szagok érezhetők (pl. ételek, olaj, dohányfüst), azt tapasztaljuk, hogy rövid idő múlva hajunk, ruhánk is átveszi ezeket a szagokat. Magyarázat: a jelenség az adszorpció, mely különböző anyagok felületen történő megkötődését jelenti (viszonylag gyenge kölcsönhatásokkal). Két evőkanálba töltött víz, illetve étolaj esetén a kanalat megdöntve az tapasztalható, hogy a víz hamarabb lefolyik a kanálról. Magyarázat: a jelenség oka, hogy a víz viszkozitása (= belső súrlódása) kisebb, mint az étolajé/ a vízmolekulák kisebb felületen érintkeznek, mint az étolajban lévő molekulák, így könnyebben elgördülhetnek egymáson. (VAGY: az étolaj szempontjából megfogalmazni a választ!) Téli hidegben megfigyelhető, hogy a fűtött helyiségből a szabadba kivitt kiürült és kupakkal lezárt műanyag flakonok behorpadnak. Magyarázat: zárt térben, alacsonyabb hőmérsékleten a gázok részecskéinek mozgása lelassul, ennek következtében a nyomás lecsökken az edényben, így a nagyobb nyomású külső levegő összenyomja a palackban lévő levegőt (tehát a flakon behorpad). Amikor a teát citromlével ízesítjük, annak színe a citromlé hozzáadását követően azonnal megváltozik. Hasonló okok miatt válik vörössé ételecet hatására a lilakáposzta vagy a cékla. Magyarázat: a teában, gyümölcsökben vagy zöldségekben lévő egyes színanyagok eltérő kémhatású közegekben más-más színűek, illetve a közeg kémhatásváltozását jellemző színváltozással jelzik, így indikátorként viselkednek. Nyáron, ha kilépünk a strandon a vízből, és nem törölközünk meg, akkor a forróság ellenére hamarosan dideregni, esetleg remegni kezdünk, bőrünk libabőrös lesz. Magyarázat: a víznek a bőrünk felszínéről történő elpárolgása hőigényes fizikai változás, az ehhez szükséges hőt a bőr felszínéről vonja el, így az lehűl, a emiatt hidegebbet érzünk a tényleges külső hőmérséklettől. (Emiatt kezdenek el izmaink hőt termelni, melynek következtében didergünk.)

4 8.) Bűvészkedjünk három pohár vízzel! (10 pont)! Ennek a feladatnak a megoldásához nem szükséges elvégezned az alább leírt kísérletet! Alkalmazd a megoldáshoz az elméleti ismereteidet! Amennyiben mégis látni akarod, illetve el szeretnéd végezni, kizárólag kémiatanárod jelenlétében teheted a megfelelő balesetvédelmi rendszabályok betartásával, mert a savak és a lúgok híg vizes oldatban is veszélyes anyagok! Három 100 cm 3 -es főzőpohár ismeretlen sorrendben a következő színtelen oldatokat tartalmazza cm 3 -nyi mennyiségben: 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú sósavoldat, 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú nátriumhidroxid-oldat, néhány csepp fenolftaleint tartalmazó desztillált víz. Az első főzőpohárból a másodikba áttöltve a folyadékot azt tapasztaljuk, hogy a színtelen oldat lilára/ciklámenszínűre/rózsaszínre változott. Ezt a színes folyadékot a harmadik főzőpohárba töltve azt látjuk, hogy az oldat ismét elszíntelenedik. a.) Mi a fenolftalein és milyen szerepe van a kísérletben? (1+1 pont) Indikátor olyan festékanyag, amely a kémhatás, illetve a kémhatásváltozás jelzésére/ a lúgos kémhatás jelzésére, illetve a lúgos kémhatás megváltozásának jelzésére szolgál. b.) Mi a magyarázata az első tapasztalt jelenségnek? (2 pont) A két oldatot összeöntve a fenolftalein (azonnal) ciklámen/lila/rózsaszín/jellegzetes színnel jelzi a kapott oldat lúgos kémhatását. c.) Az összeöntés tapasztalata és kémiai ismereteid alapján mi lehetett az első és a második főzőpohárban? (1+1 pont) 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú nátrium-hidroxid-oldat, illetve a néhány csepp fenolftaleint tartalmazó desztillált víz (megjegyzés: vagy fordított a sorrend). d.) Mi a magyarázata a második összeöntést követően tapasztalt jelenségnek? (2 pont) A lúgos oldatot a savashoz öntve közömbösítés/sav-bázis reakció/semlegesítés történt. Így megszűnt a lúgos kémhatás/a kapott oldat kémhatása semlegesre vagy savasra változott, ezt jelzi az indikátor színváltozása. e.) Az összeöntés tapasztalata és kémiai ismereteid alapján mi volt a harmadik főzőpohárban? (1 pont) 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú sósavoldat f.) Milyen reakció játszódott le a leírt kísérletben? (1 pont) közömbösítés/sav-bázis reakció/semlegesítés

5 9.) Egy aranyos feladat újratöltve (16 pont) A tavalyi tanév vetélkedőjének egyik feladatsorában találkozhattak a résztvevők egy aranyásó férfi hetedik osztályos kislányával, aki nagyon szerette és tudta is a kémiát. Egy év elteltével ez a történet folytatódik ebben a feladatban. A leány immár nyolcadik osztályos, és ígéretéhez híven ki akarja számolni azt, hogy mekkora tömegű 24 karátos arany nyaklánc készíthető az édesapja által talált aranyrögből, melynek tömege 19,3 gramm. Huncutul csillogó szeme viszont arra utalt, hogy már tavaly is tudta a választ (számolás nélkül is) erre a kérdésre! Oldjátok meg Ti is a feladatot, hogy ellenőrizzük, vajon helyesen gondolkodik-e történetünk szereplője! Segítségképpen még annyit elárulok, hogy főszereplőnk általában az okostelefonját használja a szükséges információk megkereséséhez! a.) Mit jelent a feladathoz kapcsolódóan karát kifejezés? (1 pont) Az arany tisztaságára, vagyis az aranyötvözet aranytartalmára utal (annak jelzőszáma). b.) Mekkora lenne a 24 karátos aranyból készített nyaklánc tömege? (2 pont) Mivel a 24 karátos arany 100% tisztaságú aranyat jelöl, így a nyaklánc súlya megegyezik az aranyrög tömegével, azaz 19,3 gramm tömegű lenne. A leány az interneten azt is olvasta korábban, hogy a mindennapi használhatóság érdekében ékszereket leggyakrabban 14 karátos aranyból készítenek. Ahhoz, hogy megtudja, mekkora tömegű lenne az ilyen ékszer, szüksége van egy adatra. Okostelefonja segítségével viszont pillanatok alatt megtalálta azt, így már nem okozott nehézséget számára a feladat megoldása. c.) Mi lett a számítás végeredménye? (Ne csak a végeredményt rögzítsd, hanem a számítás menetét is!) (3 pont) A 14 karátos arany aranytartalma 58,5%/0,585 ezrelék, így: az ékszerkészítéshez használt ötvözet tömege: 19,3/0,585 = 32,99 33 g. Az ékszer tömege: 33 gramm. Főszereplőnk az idei tanévben hozzátok hasonlóan szintén részt vett egy kémiaversenyen. Az egyik feladatban különböző összetételű oldatokat kellett készítenie egy laboránsnak, ehhez kizárólag 20 tömeg%-os konyhasóoldat, desztillált víz és konyhasó állt rendelkezésére. d.) Hogyan készíthető a rendelkezésre álló oldatból legegyszerűbben 25 tömeg%-os oldat? (1 pont) Konyhasót oldunk fel benne. e.) Mekkora tömegű 25 tömeg%-os oldatot kapunk így 150 gramm 20 tömeg%-os oldatból? (4 pont) m(o.a., kiindulási) = 30 g A hozzáadott konyhasó legyen x g, így:

6 m (o.a., kapott) = (30+x) g m(o., kapott) = (150+x) g m/m% képletébe behelyettesítve a kapott oldat adatait x értéke kiszámítható: x = 10 g. A kapott 25%-os oldat tömege: = 160 g. Megjegyzés: a.) másképpen levezetett, ám lényegileg helyes megoldásmenet teljes értékű válasznak tekintendő! b.) a feladat megoldásához nem szükséges az oldhatóság ismerete; mivel nincs megadva a hőmérséklet, ezért az eredmény szempontjából nem lényeges ennek alkalmazása (azaz, hogy lehet-e például 20 C-on a telített oldat 25 m/m%-os.) f.) Hogyan készíthető a rendelkezésre álló oldatból legegyszerűbben 5 tömeg%-os oldat? (1 pont) Desztillált víz hozzáöntésével. g.) Hány gramm 20 tömeg%-os oldatból készíthetünk így 500 gramm 5 tömeg%-os oldatot? (4 pont) Legyen m(o., kiindulási) = y g, így abban: m(o.a., kiindulási) = 0,2y g, ami megegyezik a kapott oldatban levő oldott anyag tömegével (mivel csak vízzel hígítottuk) m/m% képletébe behelyettesítve a kapott oldat adatait y értéke kiszámítható, ez alapján: m(o., kiindulási) = 125 g. VAGY: Legyen m(o., kiindulási) = y g a kiindulási és a kapott oldatban megegyezik az oldott anyag tömege: m(o.a., kapott) = m(o.a., kiindulási) = 25 g, ezért: m/m% képletébe behelyettesítve a kiindulási oldat adatait y értéke kiszámítható, ez alapján: m(o., kiindulási) = 125 g. Megjegyzés: másképpen levezetett, ám lényegileg helyes megoldásmenet teljes értékű válasznak tekintendő!

7 10.) Szókereső (25 pont) Hurrá! Elérkeztél az utolsó feladathoz. Fejtsd meg levezetésként a következő rejtvényt! Feladatod az, hogy a felsorolt szavakat megkeresd a táblázatban, és ott jól láthatóan megjelöld azokat. Segítségképp annyit elárulok, hogy a keresett kifejezések betűi fentről lefelé, illetve balról jobbra követhetik egymást. Nehezítésként öt kifejezést a megadott jellemzők alapján kell felismerned, majd megkeresned! amorf kén anyagmennyiség atommag bázis bomlás elem endoterm fagyás izotóp keszonbetegség kovalens kötés közömbösítés molekula nemesgázszerkezet oldat oxidáció szerkezeti képlet szublimáció vegyjel vegyület A hidrogén- és az oxigéngáz 2:1 térfogatarányú elegye. DURRANÓGÁZ Savként és bázisként is viselkedhet a reakciópartnertől függően. Töltéssel rendelkező kémiai részecske. A hidrogén-klorid vizes oldata. Olyan anyag, amely meggyorsítja a reakciót anélkül, hogy maradandóan megváltozna. AMFOTER ION SÓSAV KATALIZÁTOR