KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADAT(1998)

Átírás

1 KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADAT(1998) MEGOLDÁSOK Az alábbiakban megadott vázlatpontok alapján írjon 1-1 oldalas dolgozatot! CÍME: KARBONÁTOK, HIDROGÉN-KARBONÁTOK Karbonátok, hidrogén-karbonátok σ -kötések egy síkban, kötésszög 10º, delokalizált elektronok Szóda: Na CO (vagy Na CO 10H O (sziksó)) Szódabikarbóna: NaHCO mindkettő fehér, kristályos vízben jól oldódó vegyületek. Lugos kémhatású, mert a só hidrolizál CO - + H O HCO - + OH - HCO - + H O H CO + OH - (összevont egyenlet. Ill. csak az első felírására is elegendő magyarázat Kimutatása indikátorral (pl. fenolftalein piros, lakmusz kék) A sütőpor hő hatására gázképződéssel bomlik NaHCO Na CO + CO H O + gyomorsav megkötésére alkalmazzák NaHCO + HCl = HO + CO CaCo, mészkő, CaCo MgCo, dolomit + NaCl pont hevítve CaO égetett mész CaCO + CO ( ) CaO + H O = Ca OH oltott mész Ca(OH) + CO = CaCO + H O újra mészkő lesz belőle CaCO + CO + H O Ca(HCO ) vízben oldódik, az esővízben mindig van CO, lassan oldódik a mészkő, majd lecseppenve a víz lassan elpárolog, így az egyensúlyt fenntartó CO is elillan, a reakció visszafordul. 1

2 A hidrogénkarbonátok okozta keménységet, melyek forralással megszüntethetők változó keménységnek nevezzük. Ca ( HCO) CaCO + HO + CO hő Összesen: 15 pont II. Értelmezze az alábbi megfigyelést ( kísérletet )! Krumpli hámozás közben elvágta az ujját, és fertőtlenítés céljából kis jódtinktúrával bekente, majd tovább folytatta munkáját. És ekkor az imént még szép halványsárga krumpli felületén és az ujján itt-ott gyanús "sötét" foltok (nem vér!) jelentek meg. A. Mi a jódtinktúra? Milyen színűek a krumplifelületen és az ujján megjelenő foltok? Alkoholos jódoldat; (vagy 80%-os alkoholos jódoldat vagy Kl-tartalmú alkoholos jódoldat), kék színűek a foltok B. Mi okozza a színt? A jódkeményítő adja a kék színt. A keményítő amilóz részébe épülnek be a jódmolekulák C. Milyen színű a vizes, az alkoholos, a benzolos és a szén-tetrakloridos jódoldat? A vizes és az alkoholos oldat barna, a benzolos és a szén-tetrakloridos lila (és lilásvörös). D. Milyen összefüggés van az oldószer minősége és az észlelt szín között? Az oxigéntartalmúakban barna, az oxigént nem tartalmazókban pedig lila (és lilásvörös). E. Vízben vagy alkoholban oldódik jobban a jód és miért? Alkoholban oldódik jobban; apoláris anyag a kevésbé polárisban oldódik jobban III. Minden feladatnál a kérdés természetének megfelelően a betűjel bekarikázásával jelölje meg az egyetlen helyes vagy az egyetlen helytelen választ! 1. A felsorolt molekulák egy kivételével V-alakúak. Melyik a KIVÉTEL? A. H S B. H O C. SO D. C H E. NO

3 . Melyik reakció egyensúlya tolódik el a felső nyíl irányába, ha csökkentjük a nyomást? A. CO + O CO B. N + H NH C. SO SO + O D. CO + NO CO + NO E. CO + H CH OH. Melyik folyamat NEM redoxireakció? A. A cink oldódása sósavban. B. A kálium oldódása vízben. C. A vas-oxid reakciója szénnel. D. A nátrium-hidroxid reakciója fémalumíniummal. E. A nátrium-hidroxid reakciója salétromsavval. 4. Egy vegyület oldatának elektrolízisekor az elektródon fejlődő gázok térfogataránya : 1, a katódtérben lúgos, az anódtérben savas a kémhatás. Melyik vegyület oldatát elektrolizáltuk? A. NaCl B. Na SO 4 C. Pb(NO ) D. CuSO 4 E. ZnI 5. Melyik az a tulajdonság, amelyik a tömény kénsavra igaz, de a foszforsavra nem? A. Moláris tömege 98g/mol. B. Nátrium-sója lúgos kémhatású. C. Észterei biológiailag fontos vegyületek. D. Vizes oldata nem mérgező és nem maró hatású. E. A hangyasavból szén-monoxidot szabadít fel.

4 6. Az alábbi vegyületeket szilárd állapotban tömény kénsavval reagáltatjuk. Na SO 4, Na SO, Na CO, NaOOCH, NaCl Hány vegyület esetén tapasztalunk gázfejlődést? A. 5 B. 4 C. D. E Egy oldat ph-ja. Mekkora az oldatban az oxóniumion-koncentráció? A. 0,1 mol/dm B. 0,01 mol/dm C. 0,001 mol/dm D. 0,0 mol/dm E. 0,00 mol/dm 8. Melyik az a vegyület, amely vízben nem, de nátrium-hidroxid-oldatban oldódik? A. C 6 H 5 ONa B. C H 5 ONa C. C 15 H 1 COOH D. C 15 H 1 COONa E. CH COOH 9. Melyik vegyület konstitúciós izomerje a xilolnak? A. etil-benzol B. sztirol C. toluol D. naftalin E. anilin 10. Hasonlítsa össze a következő három vegyületet: karbamid, pirimidin, imidazol! Melyik állítás igaz mindhárom vegyület molekulájára? A. Alapváza heteroaromás gyűrű. B. Alapvázuk öttagú gyűrű. C. Alapvázuk hattagú gyűrű. D. Mindegyikben két nitrogén heteroatom van. E. Egyik sem a felsoroltak közül. 4

5 IV. Töltse ki értelemszerűen a táblázatokat! 1. A FOSZFOR ÉS A KÉN ÖSSZEHASONLÍTÁSA Allotróp modosulatok standard állapotban (megnevezés és molekula-, ill. rácsszerkezet) oldhatósága élettani hatása Reakcióképessége szobahőfokon a tárolás módja A hidrogénnel alkotott vegyületének molekkulaszerkezete és -geometriája sárga vagy fehér foszfor P 4 -molekulák, (vagy tetraéderes molekularács) Foszfor apoláros oldószerekben: pl. olaj, CS, benzol (zsíroldhatósága miatt) mérgező nagyon reakcióképes jól záró üvegben víz alatt vörös foszfor kovalens kötéssel kapcsolt polimer gyak. oldhatatlan Kén rombos kén S 8 gyűrűk, (vagy σ-kötéssel kapcsolt atomok) molekularács apoláros oldoszerekben: pl. CS, kevéssé benzolban 1 nem mérgező nem mérgező 1 kicsi kicsi V-alakú Égése (reakcióegyenlet) (háromszög alapú) piramis P 4 + 5O = P O S + O = SO a termék neve (di)foszfor-pent(a)oxid kén-dioxid 1 Oxidjának reakciója vízzel P O 5 + H O = H PO 4 SO + H O H SO (reakcióegyenlet) a termék neve foszforsav kénessav 1 5

6 . A SZÉN-MONOXID ÉS AZ ACETILÉN ÖSSZEHASONLÍTÁSA Szén-monoxid Acetilén A molekula szerkezeti képlete C O H C C H A σ- és π-kötések száma a 1σ és π σ és π molekulában A szénatom oxidációs száma + -1 Égésének egyenlete CO+O = CO C H +5O 4CO +H O Reakciója hidrogénnel, C CO+H CH OH H + H C H 4 vagy katalitikus C H +H C H 6 hidrogénezés A termék neve metanol etén, ill. etán Milyen további reakció(k)ra hajlamos Laboratóriumi Pl. komplexképzés (fémoxidok redukciója) előállítása Ipari előállítása C+O =CO CO +C=CO Pl. polimerizáció, sóképzés, további addíciós reakciók cc. H SO4 HCOOH CO + H O CaC +H O=C H +Ca(OH) CH 4 C H +H V. SZÁMÍTÁSI FELADATOK 1. A 00 C-ra felhevített ammóniagáz termikus disszociációja során kapott gázelegynek 60 térfogat%-a az ammónia. Adja meg az elegy térfogat%-és mól%-os összetételét! A kiindulási ammóniagáz hány százaléka disszociált? NH H + N 100 mol gázelegyben 60 mol az NH és 40 mol a H és a N együttesen. (Értelemszerűen 1 vagy x mol ammóniából indított számítás is helyes megoldásnak tekintendő!) A reakcióegyenlet szerint a disszociáció révén keletkezett hidrogén és nitrogén aránya: : 1, ezért 0 mol H és 10 mol N van a gázelegyben Mivel a térfogat% és a mol% megegyezik: az elegy 60% NH t, 10% N t és 0% H t tartalmaz. A reakcióegyenlet alapján 0 mol NH disszociált, tehát a kiindulási gáz anyagmennyisége (0+60) mol = 80 mol 0 = 0,5; Az ammónia disszociációja: 00ºC on: 80 azaz 5% - os. 6

7 . Egy alkint (acetilén-szénhidrogén) levegőfelesleggel elégetünk. Az alkin 1 móljának elégetésekor pontosan 50 mol gáz keletkezett, amiből a vízgőz és a maradék O anyag-mennyiségének összege 7,08 mol. Állapítsa meg az alkin összegképletét és nevét! Hány %-os volt a levegőfelesleg (a szükséges levegőt 100% - nak véve)? A levegő összetétele 1,0 mol% O, 79,0 mol% N. ( ) ( ) CnH n + 1,5n 0,5 O nco + n 1 H O A maradék O x mol, az összes N y mol, az összes O (1,5n 0,5 +x)mol. A vízgőz és a maradék O : n 1 + x = 7,08 mol, ebből a maradék O : x = 8,08 n A CO és a N anyagmennyiségének összege: n + y = 50 7,08 = 4,9 mol, ebből az összes N : y = 4,9 mol ( ) 79 1,5n 0,5 + x = y Az összes O -hez tartozó N : ,5n 0,5 + 8,08 n = 1 4, 91 n ebből n = 5 Az alkin összegképlete: C 5 H 8, a neve pentin. A fogyott O anyagmennyisége: ( 1,5 5 0,5) mol = 7mol A maradék (felesleg) O anyagmennyisége: 8,08 5 =,08 mol 100,08 = 44% A levegőfelesleg = oxigénfelesleg = 7 x t és y t behelyettesítve: ( ) ( ). 150 g 0,9 tömeg%-os nikkel szulfát oldatot 1,6 A erősségű árammal 01 percig elektrolizálunk. Hány tömeg% nikkel szulfátot tartalmaz az oldat az elektrolízis után? Hány dm standardállapotú gáz keletkezik az elektrolízis közben? Hány tömeg%-os lesz az oldat az elektrolízis közben keletkezett savra nézve? g A r (Ni) = 58,7; M(NiSO 4 ) = 154,7 mol 1 O Anódfolyamat: OH O + H dm C ; A r (H) = 1,0; V m = 4,5 mol ; F = mol + = O + H + e H (vagy: 4 = O + 4e ) + Katódfolyamat: Ni + e = Ni Az áthaladt töltés mennyisége: Q = I t = 1,6 A 1060s = 1996 As( C) 58, = 5,87g, 1996 C töltés hatására vagyis 0,100 mol Ni vált ki. 0,100 mol nikkel leválásakor 0,0500 mol oxigén válik le: 1,00 mol standard-állapotú oxigéngáz 4,5 dm 4,5 0,0500dm = 1,5dm O tehát 0,0500 mol, azaz keletkezik. 7

8 Tömegváltozások az elektrolízis során: m(oldat) = 150 g m(ni) m(o ) = 150 5,87 0,0500 = 14,5g; Az eredeti oldatban: m(niso 4 ):150 0,09=1,5g; 0,100 mol Ni leválása után m(niso 4 ) = 1,5 0, ,7 = 15,88g Az oldat töménysége: 15, = 11,14 14,5 tömeg% NiSO 4 t tartalmaz az oldat elektrolízis után. ½ mol O leválásakor mol H +, azaz 1 mol H SO 4 keletkezik az oldatban, tömege 98,0 g 0,05 mol O leválásakor 9,80 g kénsav keletkezik. 9, = 6,88tömeg%. Az oldat töménysége kénsavra nézve: 14,5 4. Egy porkeverékből, amely kimutathatóan vas(ii) oxidot, vas(ii) szulfidot és mol,00 fémsavat tartalmaz, 7,50 grammot feloldunk 150 cm dm koncetrációjú HCl oldatban. A keletkező gázelegy szén dioxidra vonatkoztatott relatív sűrűsége 0,50. A gázelegyet ezüst-nitrát-oldatba vezetjük, 1,4 g szulfidcsapadék válik le. A szilárd keverék sósavban történő oldásakor kapott oldat tized részét 5,0 dm mol 0,400 dm -es NaOH-oldat közömbösíti. Tartalmaz-e a bemért keverék a felsoroltakon kívül más anyagot? Számítsa ki a bemért porkeverék tömeg%-os összetételét! A r (Ag) = 107,9; A r (C) = 1,0; A r (Fe) = 55,8; A r (O) = 16,0; A r (S) =,0. A reakcióegyenletek: FeO+HCl = FeCl +H O FeS + HCl = FeCl +H Fe+HCl = FeCl +H H S+AgNO = Ag S+HNO A gázelegy H S-ből és H -ből áll, a levált csapadék az Ag S, amelynek anyagmennyisége: n(ag S) = 1,4 mol = 0,0500 mol 47,8 A gázelegyben 0,0500 mol H S, a porkeverékben 0,0500 mol FeS volt. g,0. A gázelegy átlagos moláris tömege M = 0,5 M(CO ) = mol 0,0500 mol H S és x mol H esetén a gázelegy tömegére felírható: 0, ,0 x = (0, x); Ebből x = 0,000 mol; mivel a H a fémvasból keletkezett, a porkeverékben n(fe) = 0,000 mol. A kiindulási oldatban a sósav anyagmennyisége: n(hcl) =0,150,00 mol = 0,00 mol; 8

9 Az oldás után kapott oldat tized részére fogyott a NaOH anyagmennyisége: n(naoh) = 0,05 0,400 mol = 0,0100 mol. A sósavból a porkeverékre fogyott: n(hcl) = 0, ,0100 = 0,00 mol. A 0,00 mol HCl-ből 0,100 mol a FeS-dal, 0,0600 mol a vassal reagált, tehát 0,0400 mol HCl fogyott a FeO-ra, vagyis n(feo) = 0,000 mol. A porkeverék tömege: m = 0,000 71,8 + 0, ,8 + 0,000 55,8 =7,50 g Mivel a számított tömeg éppen megegyezik a bemérttel, így nem tartalmaz egyéb ásványi anyagot a minta Az összetétel: 19,15% FeO, 58,5% FeS,,% Fe. 9