A XVII. VegyÉSZtorna III. fordulójának feladatai, november 26.

Átírás

1 Az eredményeket december 19-ig kérjük ben A később elküldött megoldásokat nem fogadhatjuk el. A verseny részletes szabályai, a számításokhoz alkalmazandó állandók és atomtömegek táblázata, valamint a feladatok (és a határidő után a megoldások) a internet címen érhetők el. Az első négy fordulóban minden feladat helyes eredménye 5 pontot ér. A feladatsor A/B/C változatban készült, minden versenyző ezeknek valamilyen véletlenszerű kombinációját kapta. (A 10. feladat mindenki számára egyforma.) III. feladatsor A 1. Mekkora a ph-ja a 0, mol/dm 3 koncentrációjú trifluorecetsav oldatnak? A trifluorecetsav saverősségére jellemző állandó pk s = 0,23. A feladatban - ha szükségesnek gondoljátok - a vízionszorzat negatív logaritmusának (pk w ) értékét tekintsétek 14,00-nek. (ph =?,??) 2. 45,0 g NaCl-ra 35 cm 3 98,0 m/m %-os (ρ = 1,836 g/cm 3 ) kénsavat öntünk. Legfeljebb hány dm 3 hidrogén-klorid gáz képződik szobahőmérsékleten (25,0 C, 100,000 kpa)? Mi történik, ha felfűtjük a rendszert 200 C fölé? Fejlődik-e még gáz (víz nem távozik) és ha igen milyen, és legfeljebb hány dm 3 (25,0 C, 100,000 kpa)? (V =?,? dm 3,?,?,V =?,? dm 3 ) 3. Egy kloridion tartalmú mintát ezüst-nitráttal titrálunk. Hány mmol kloridiont tartalmazott a minta, ha tudjuk, hogy a titrálás befejeztével összesen 70,12 mg AgCl vált ki? Mekkora az AgNO 3 -titrálóoldat koncentrációja, ha tudjuk, hogy az ekvivalenciapontban a fogyás 8,12 cm 3 volt? (?,???? mmol Cl - és?,????? mol/dm 3 AgNO 3 ) 4. Egy liter 0,5 mol/dm 3 töménységű CuSO 4 -oldatot hagytunk bepárlódni. Egy idő után kristályok jelentek meg az edény alján, majd néhány nappal később megmértük a rendszer össztömegét, mely 262,7 g volt (az edény tömegét kivonva). Milyen összetételű anyag vált ki, mekkora lehetett ennek a tömege, és mi lehet az oldat összetétele? Adott hőmérsékleten 100,0 g vízben 32,0 g kristályvízmentes CuSO 4 oldódik. (?;?,? g; az oldat?,? g H 2 O-et és?,? g kristályvízmentes CuSO 4 -ot tartalmaz.) 5. Ónlemezt mártunk hosszabb időre 100,0 cm 3 ólom-nitrát oldatba. A lemezen kristályok kiválását és tömegnövekedést tapasztalunk, amely egy idő után már nem folytatódik. Ekkor a lemez 0,8849 g-mal nehezebb, mint előtte volt. Mekkora volt az ólom-nitrát oldat koncentrációja, feltételezve, hogy a reakció teljes mértékben lejátszódott? (?,??? mol/dm 3 Pb(NO 3 ) 2 ) 6. A rubídium-klorid sűrűsége 2,800 g/cm 3. Mekkora lehet a klorid- és rubídiumionok közötti távolság pikométerben kifejezve, ha tudjuk, hogy a RbCl kristálya felépíthető olyan kockákból, amelyek négynégy csúcsát felváltva foglálják el az anionok és kationok? (A megoldáshoz érdemes végiggondolni, hogy a kocka csúcsán lévő atomok hány másik kockával közösek.) (a =?,? pm)

2 7. Egy mol policiklusos (teljesen) aromás szénhidrogén (melyben nincsenek alifás szénatomok, és kizárólag hattagú gyűrűkből áll) oxigénfeleslegben történő elégetésekor a keletkezett CO 2 molekulák száma 11 mollal több, mint a vízmolekulák száma. Melyik aromás szénhidrogénről van szó? (Amennyiben adott összegképlethez több izomer szerkezet is tartozhat, elég az egyik izomer nevét megadni!) (összegképlet:?; név:?) 8. Egy észternek, mely a rá jellemző funkciós csoporton kívül csak telített oldalláncokat tartalmaz, a moláris tömege 116,18 g/mol. NaOH-dal végrehajtott lúgos hidrolízise során két (semleges vegyületként értelmezett) termék keletkezik. Ezek közül az egyik tömege 1,60-szor nagyobb a másikénál. Tudjuk továbbá, hogy hidrolízistermékekben nincs tercier vagy kvaterner szénatom, és az alkoholos hidroxilcsoport pedig primer szénatomhoz kapcsolódik! Mi az észter összegképlete, neve és melyek a hidrolízistermékek? (összegképlet:?; név:?; hidrolízistermékek:?,?) 9. Mi a következő ionok vegyértékhéjának elektonszerkezete? Na +, Cu 2+, Pb 2+, Ce 4+, Eu 3+ (Vannak ionok, amelyeknek nincs vegyérték elektronja, hasonlóan a nemesgázokhoz.) (?,?,?,?,?) 10. Ebben a feladatban ismét egy olyan szót kell kitalálni, amely összerakható vegyjelekből. A feladat megoldása során ki kell találni a megadott információk alapján, hogy mely elemek vegyjeleiről lehet szó. Ha ezek megvannak, akkor összeolvasva (végig kisbetűvel) őket egy értelmes, nem (feltétlenül) a kémiához köthető szót kapunk. Jelen feladatban egy kilencbetűs szót kell kitalálni, amely hat elem vegyjeléből állítható össze. Az első betű: ezen elem egyik izotópja csupán egyetlen nukleonból áll. A második és harmadik betű: a természetben nem előforduló elem, de atomreaktorokban viszonylag sok keletkezik belőle, egy földrészről nevezték el. A negyedik betű: a második legkeményebb elemi anyagforma a gyémánt után, ezen elem oxidját tartalmazó üvegek hőállóak. Az ötödik betű: a legnagyobb rendszámú elem, amely még jelentős mennyiségben előfordul a természetben. A hatodik és hetedik betű: mesterséges elem, amelyből csupán néhány atomot figyeltek meg eddig, a nagyenergiájú elektromágneses sugárzás felfedezőjéről nevezték el. A nyolcadik és kilencedik betű: ez az elem fém, amely az elemcsoportjára jellemzően háromszoros pozitív töltésű ionként fordul elő a természetben. A fémion külső elektronhéján 11 f elektron található, oldata rózsaszín (rózsapiros).

3 B 1. Mekkora a ph-ja a 0, mol/dm 3 koncentrációjú trifluorecetsav oldatnak? A trifluorecetsav saverősségére jellemző állandó pk s = 0,23. A feladatban - ha szükségesnek gondoljátok - a vízionszorzat negatív logaritmusának (pk w ) értékét tekintsétek 14,00-nek. (ph =?,??) 2. 60,0 g NaCl-ra 30 cm 3 98,0 m/m %-os (ρ = 1,836 g/cm 3 ) kénsavat öntünk. Legfeljebb hány dm 3 hidrogén-klorid gáz képződik szobahőmérsékleten (25,0 C, 100,000 kpa)? Mi történik, ha felfűtjük a rendszert 200 C fölé? Fejlődik-e még gáz (víz nem távozik) és ha igen milyen, és legfeljebb hány dm 3 (25,0 C, 100,000 kpa)? (V =?,? dm 3,?,?,V =?,? dm 3 ) 3. Egy kloridion tartalmú mintát ezüst-nitráttal titrálunk. Hány mmol kloridiont tartalmazott a minta, ha tudjuk, hogy a titrálás befejeztével összesen 81,24 mg AgCl vált ki? Mekkora az AgNO 3 -titrálóoldat koncentrációja, ha tudjuk, hogy az ekvivalenciapontban a fogyás 10,73 cm 3 volt? (?,???? mmol Cl - és?,????? mol/dm 3 AgNO 3 ) 4. 0,5 liter 1,0 mol/dm 3 töménységű CuSO 4 oldatot hagytunk bepárlódni. Egy idő után kristályok jelentek meg az edény alján, majd néhány nappal később megmértük a rendszer össztömegét, mely 229,1 g volt (az edény tömegét kivonva). Milyen összetételű anyag vált ki, mekkora lehetett ennek a tömege, és mi lehet az oldat összetétele? Adott hőmérsékleten 100,0 g vízben 32,0 g vízmentes CuSO 4 oldódik. (?;?,? g; az oldat?,? g H 2 O-et és?,? g kristályvízmentes CuSO 4 -ot tartalmaz.) 5. Ónlemezt mártunk hosszabb időre 50,0 cm 3 ólom-nitrát oldatba. A lemezen kristályok kiválását és tömegnövekedést tapasztalunk, amely egy idő után már nem folytatódik. Ekkor a lemez 0,6637 g-mal nehezebb, mint előtte volt. Mekkora volt az ólom-nitrát oldat koncentrációja, feltételezve, hogy a reakció teljes mértékben lejátszódott? (?,??? mol/dm 3 Pb(NO 3 ) 2 ) 6. A kálium-klorid sűrűsége 1,984 g/cm 3. Mekkora lehet a klorid- és káliumionok közötti távolság pikométerben kifejezve, ha tudjuk, hogy a KCl kristálya felépíthető olyan kockákból, amelyek négynégy csúcsát felváltva foglálják el az anionok és kationok? (A megoldáshoz érdemes végiggondolni, hogy a kocka csúcsán lévő atomok hány másik kockával közösek.) (a =?,? pm) 7. Egy mol policiklusos (teljesen) aromás szénhidrogén (melyben nincsenek alifás szénatomok, és kizárólag hattagú gyűrűkből áll) oxigénfeleslegben történő elégetésekor a keletkezett CO 2 molekulák száma 12 mollal több, mint a vízmolekulák száma. Melyik aromás szénhidrogénről van szó? (Amennyiben adott összegképlethez több izomer szerkezet is tartozhat, elég az egyik izomer nevét megadni!) (összegképlet:?; név:?)

4 8. Egy észternek, mely a rá jellemző funkciós csoporton kívül csak telített oldalláncokat tartalmaz, a moláris tömege 116,18 g/mol. NaOH-dal végrehajtott lúgos hidrolízise során két (semleges vegyületként értelmezett) termék keletkezik. Ezek közül az egyik tömege 1,30-szer nagyobb a másikénál. Tudjuk továbbá, hogy hidrolízistermékekben nincs tercier vagy kvaterner szénatom, és az alkoholos hidroxilcsoport pedig primer szénatomhoz kapcsolódik! Mi az észter összegképlete, neve és melyek a hidrolízistermékek? (összegképlet:?; név:?; hidrolízistermékek:?,?) 9. Mi a következő ionok vegyértékhéjának elektonszerkezete? F -, Fe 3+, Sn 2+, Lu 3+, Eu 2+ (Vannak ionok, amelyeknek nincs vegyérték elektronja, hasonlóan a nemesgázokhoz.) (?,?,?,?,?) 10. Ebben a feladatban ismét egy olyan szót kell kitalálni, amely összerakható vegyjelekből. A feladat megoldása során ki kell találni a megadott információk alapján, hogy mely elemek vegyjeleiről lehet szó. Ha ezek megvannak, akkor összeolvasva (végig kisbetűvel) őket egy értelmes, nem (feltétlenül) a kémiához köthető szót kapunk. Jelen feladatban egy kilencbetűs szót kell kitalálni, amely hat elem vegyjeléből állítható össze. Az első betű: ezen elem egyik izotópja csupán egyetlen nukleonból áll. A második és harmadik betű: a természetben nem előforduló elem, de atomreaktorokban viszonylag sok keletkezik belőle, egy földrészről nevezték el. A negyedik betű: a második legkeményebb elemi anyagforma a gyémánt után, ezen elem oxidját tartalmazó üvegek hőállóak. Az ötödik betű: a legnagyobb rendszámú elem, amely még jelentős mennyiségben előfordul a természetben. A hatodik és hetedik betű: mesterséges elem, amelyből csupán néhány atomot figyeltek meg eddig, a nagyenergiájú elektromágneses sugárzás felfedezőjéről nevezték el. A nyolcadik és kilencedik betű: ez az elem fém, amely az elemcsoportjára jellemzően háromszoros pozitív töltésű ionként fordul elő a természetben. A fémion külső elektronhéján 11 f elektron található, oldata rózsaszín (rózsapiros).

5 C 1. Mekkora a ph-ja a 0, mol/dm 3 koncentrációjú trifluorecetsav oldatnak? A trifluorecetsav saverősségére jellemző állandó pk s = 0,23. A feladatban - ha szükségesnek gondoljátok - a vízionszorzat negatív logaritmusának (pk w ) értékét tekintsétek 14,00-nek. (ph =?,??) 2. 50,0 g NaCl-ra 20 cm 3 98,0 m/m %-os (ρ = 1,836 g/cm 3 ) kénsavat öntünk. Legfeljebb hány dm 3 hidrogén-klorid gáz képződik szobahőmérsékleten (25,0 C, 100,000 kpa)? Mi történik, ha felfűtjük a rendszert 200 C fölé? Fejlődik-e még gáz (víz nem távozik) és ha igen milyen, és legfeljebb hány dm 3 (25,0 C, 100,000 kpa)? (V =?,? dm 3,?,?,V =?,? dm 3 ) 3. Egy kloridion tartalmú mintát ezüst-nitráttal titrálunk. Hány mmol kloridiont tartalmazott a minta, ha tudjuk, hogy a titrálás befejeztével összesen 170,25 mg AgCl vált ki? Mekkora az AgNO 3 -titrálóoldat koncentrációja, ha tudjuk, hogy az ekvivalenciapontban a fogyás 20,05 cm 3 volt? (?,???? mmol Cl - és?,????? mol/dm 3 AgNO 3 ) 4. Két liter 0,25 mol/dm 3 töménységű CuSO 4 -oldatot hagytunk bepárlódni. Egy idő után kristályok jelentek meg az edény alján, majd néhány nappal később megmértük a rendszer össztömegét, mely 281,4 g volt (az edény tömegét kivonva). Milyen összetételű anyag vált ki, mekkora lehetett ennek a tömege, és mi lehet az oldat összetétele? Adott hőmérsékleten 100,0 g vízben 32,0 g vízmentes CuSO 4 oldódik. (?,?,? g; az oldat?,? g H 2 O-et és?,? g kristályvízmentes CuSO 4 -ot tartalmaz.) 5. Ónlemezt mártunk hosszabb időre 200,0 cm 3 ólom-nitrát oldatba. A lemezen kristályok kiválását és tömegnövekedést tapasztalunk, amely egy idő után már nem folytatódik. Ekkor a lemez 1,3274 g-mal nehezebb, mint előtte volt. Mekkora volt az ólom-nitrát oldat koncentrációja, feltételezve, hogy a reakció teljes mértékben lejátszódott? (?,??? mol/dm 3 Pb(NO 3 ) 2 ) 6. Nátrium-klorid sűrűsége 2,165 g/cm 3. Mekkora lehet a klorid- és nátriumionok közötti távolság pikométerben kifejezve, ha tudjuk, hogy a NaCl kristálya felépíthető olyan kockákból, amelyek négynégy csúcsát felváltva foglálják el az anionok és kationok? (A megoldáshoz érdemes végiggondolni, hogy a kocka csúcsán lévő atomok hány másik kockával közösek.) (a =?,? pm) 7. Egy mol policiklusos (teljesen) aromás szénhidrogén (melyben nincsenek alifás szénatomok, és kizárólag hattagú gyűrűkből áll) oxigénfeleslegben történő elégetésekor a keletkezett CO 2 molekulák száma 14 mollal több, mint a vízmolekulák száma. Melyik aromás szénhidrogénről van szó? (Amennyiben adott összegképlethez több izomer szerkezet is tartozhat, elég az egyik izomer nevét megadni!) (összegképlet:?; név:?)

6 8. Egy észternek, mely a rá jellemző funkciós csoporton kívül csak telített oldalláncokat tartalmaz, a moláris tömege 116,18 g/mol. NaOH-dal végrehajtott lúgos hidrolízise során két (semleges vegyületként értelmezett) termék keletkezik. Ezek közül az egyik tömege 2,39-szer nagyobb a másikénál. Tudjuk továbbá, hogy hidrolízistermékekben nincs tercier vagy kvaterner szénatom, és az alkoholos hidroxilcsoport pedig primer szénatomhoz kapcsolódik! Mi az észter összegképlete, neve és melyek a hidrolízistermékek? (összegképlet:?; név:?; hidrolízistermékek:?,?) 9. Mi a következő ionok vegyértékhéjának elektonszerkezete? Mg 2+, Co 2+, Tl +, Cu +, Gd 3+ (Vannak ionok, amelyeknek nincs vegyérték elektronja, hasonlóan a nemesgázokhoz.) (?,?,?,?,?) 10. Ebben a feladatban ismét egy olyan szót kell kitalálni, amely összerakható vegyjelekből. A feladat megoldása során ki kell találni a megadott információk alapján, hogy mely elemek vegyjeleiről lehet szó. Ha ezek megvannak, akkor összeolvasva (végig kisbetűvel) őket egy értelmes, nem (feltétlenül) a kémiához köthető szót kapunk. Jelen feladatban egy kilencbetűs szót kell kitalálni, amely hat elem vegyjeléből állítható össze. Az első betű: ezen elem egyik izotópja csupán egyetlen nukleonból áll. A második és harmadik betű: a természetben nem előforduló elem, de atomreaktorokban viszonylag sok keletkezik belőle, egy földrészről nevezték el. A negyedik betű: a második legkeményebb elemi anyagforma a gyémánt után, ezen elem oxidját tartalmazó üvegek hőállóak. Az ötödik betű: a legnagyobb rendszámú elem, amely még jelentős mennyiségben előfordul a természetben. A hatodik és hetedik betű: mesterséges elem, amelyből csupán néhány atomot figyeltek meg eddig, a nagyenergiájú elektromágneses sugárzás felfedezőjéről nevezték el. A nyolcadik és kilencedik betű: ez az elem fém, amely az elemcsoportjára jellemzően háromszoros pozitív töltésű ionként fordul elő a természetben. A fémion külső elektronhéján 11 f elektron található, oldata rózsaszín (rózsapiros).