A program részben az Emberi Erőforrások Minisztériuma a megbízásából a Nemzeti Tehetség g Program éss az Emberi Támogatáskezelő által meghirdetett NTP TMV 18 0139 azonosítószámú pályázati támogatásból valósul meg. Erőforrás LI. Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny, Országos döntő Debrecen, 2019. április 5-7. II.a, II.b és II.c kategória a Helyszám: Elért pontszám Azonosító kód: Munkaidő: 120 perc Elérhető pontszám: 40 pont 1. feladat
Egy kémcsőállványban 6 kémcsőben oldatok voltak. A kémcsövek jelölése: A, B, C, D, E és F. Egy-egy kémcsőben NaOH és NH 3 található, míg 4 kémcsőben az egyes minták (víz ionjain kívül) csak egyféle fémiont és egyféle aniont tartalmaznak, amelyek az alábbiak lehetnek: kationok: Al 3+, Ag +, Co 2+, Na +, anionok: Cl, NO 3, S 2. A vizsgálatokhoz a kémcsőben lévő kb.10 cm 3 -nyi mintákon kívül csak üres kémcsövek és ioncserélt víz állt rendelkezésre. Kísérletek: valamennyi mintából kémcsövekbe kb. ujjnyi magasságú folyadékot töltöttünk. Minden oldatot minden másikkal összeöntöttünk, a tapasztalatokat az alábbi táblázatban foglaltuk össze: A oldat B oldat C oldat D oldat F oldat oldat színe rózsaszín színtelen színtelen színtelen színtelen színtelen B oldat kék C oldat amely a C fehér oldat sárgásbarna színnel oldódott D oldat F oldat fekete a kezdetben leváló kék az rózsaszín ot adott fehér fehér fehér amely az E oldat színtelen oldat képződése közben oldódott kevés barnás amely a színtelen oldat képződése közben oldódott fekete a kezdetben leváló fehér sötétbarna lett Tapasztalatok elemzése 2
Ezeknek az ismereteknek a birtokában határozd meg, milyen vegyületeket tartalmaznak az A, B, C, D, E és F kémcsövek! Az egyes kémcsövekben lévő kationok-, és anionok, illetve vegyületek: Eredmények A oldat B oldat C oldat D oldat F oldat Kation: Co 2+ Al 3+ Na + Ag + Anion: Cl NO 3 S 2 NO 3 Vegyület: CoCl 2 Al(NO 3 ) 3 NH 3 Na 2 S NaOH AgNO 3 Minden helyes vegyület 1 pontot ér, ha csak a kation/anion egyezik 0,5 pont. 6 x 1 pont Írj reakcióegyenletet minden képződéssel járó reakcióhoz! Értelmezd reakcióegyenletekkel a ok oldódását is! A reakcióegyenletként írhatsz molekula- vagy ionegyenleteket is, de a felírt egyenletek egyértelműen fejezzék ki a lejátszódó reakciók lényegét! Minden a táblázatban szereplő, helyesen felírt egyenlet 1 pontot ér. 14 x 1 pont Reakcióegyenletek Kémcsövek betűjelei A-C A-D A-E A-F B-C B-D B-E C-F Az összeöntés során bekövetkezett változások reakcióegyenletei: CoCl 2 + NH 3 + H 2 O = Co(OH)Cl + NH 4 Cl // Co 2+ + 2 NH 3 + 2 H 2 O = Co(OH) 2 + 2 NH 4 + Co(OH)Cl + 6 NH 3 = [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ + OH + Cl // Co(OH) 2 + 6 NH 3 = [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ + 2 OH Az egyenletek [Co(NH 3 ) 4 ] 2+ ionnal is elfogadhatóak. CoCl 2 + Na 2 S = CoS + 2 NaCl // Co 2+ + 2 S = CoS CoCl 2 + NaOH = Co(OH)Cl + NaCl CoCl(OH) + NaOH = Co(OH) 2 + NaCl CoCl 2 + 2 AgNO 3 = 2 AgCl + Co(NO 3 ) 2 // Ag + + Cl = AgCl Al(NO 3 ) 3 + 3 NH 3 + 3 H 2 O = Al(OH) 3 + 3 NH 4 NO 3 // Al 3+ + 3 OH = Al(OH) 3 // Al 3+ + + 3 NH 3 + 3 H 2 O = Al(OH) 3 + 3 NH 4 Al 3+ + 3 S 2 + 3 H 2 O = Al(OH) 3 + 3 HS // Al(NO 3 ) 3 + 3 Na 2 S + 3 H 2 O = Al(OH) 3 + 3 NaNO 3 + 3 NaHS Ha tudja, hogy a termék Al(OH) 3 0,5 pont. Al 3+ + 3 NaOH = Al(OH) 3 + 3 Na + // Al 3+ + 3 OH = Al(OH) 3 // Al(NO 3 ) 3 + 3 NaOH = Al(OH) 3 + 3 NaNO 3 Al(OH) 3 + NaOH = Na[Al(OH) 4 ] // Al(OH) 3 + OH = [Al(OH) 4 ] 2 AgNO 3 + 2 NH 3 + H 2 O = Ag 2 O + 2 NH 4 NO 3 // 2 Ag + + 2 NH 3 + H 2 O = Ag 2 O + 2 NH 4 + Ag 2 O + 4 NH 3 + H 2 O = 2 [Ag(NH 3 ) 2 ] + + 2 OH D-F 2 Ag + + 2 S 2 = Ag 2 S // 2 AgNO 3 + Na 2 S = Ag 2 S + 2 NaNO 3 E-F AgNO 3 + NaOH = AgOH + NaNO 3 // 2 AgNO 3 + 2 NaOH = Ag 2 O + 2 NaNO 3 + H 2 O // 2 Ag + + 2 NaOH = Ag 2 O + 2 Na + + H 2 O AgOH elfogadható. 3
2. feladat Egy kémcsőállványban 6 kémcsőben oldatok vannak. A kémcsövek jelölése A, B, C, D, E és F. Minden oldat egyetlen vegyületet tartalmazhat az alábbiak közül: AgNO 3, FeCl 3, H 2 SO 4, HgCl 2, KI, MgCl 2, NaOH, Pb(NO 3 ) 2 A vizsgálatokhoz a kémcsőben lévő kb.10 cm 3 -nyi mintákon kívül csak üres kémcsövek és ioncserélt víz áll rendelkezésedre. A minták kb. egy-egy cm 3 részleteit reagáltasd egymással, és jegyezd fel a tapasztalatokat! oldat színe A oldat B oldat C oldat D oldat F oldat B oldat C oldat D oldat F oldat 4
A tapasztalatok alapján állapítsd meg, hogy az A, B, C, D és E kémcsövek melyik vegyületet tartalmazzák a fent felsoroltak közül! A vegyületek azonosítása AZONOSÍTÓ KÓD: 1XX Eredmények A oldat B oldat C oldat D oldat F oldat Vegyület: FeCl 3 H 2 SO 4 HgCl 2 KI NaOH Pb(NO 3 ) 2 Minden helyes vegyület 1 pontot ér, ha tudja, melyik vegyületek maradtak ki 1-1 pont. 6 x 1 + 2 pont Írj reakcióegyenletet minden képződéssel járó reakcióhoz! Értelmezd reakcióegyenletekkel a ok oldódását is! A reakcióegyenletként írhatsz molekula- vagy ionegyenleteket is, de a felírt egyenletek egyértelműen fejezzék ki a lejátszódó reakciók lényegét! Minden a táblázatban szereplő, helyesen felírt egyenlet 1 pontot ér, kivétel a Fe 3+ + I reakció, itt 2 pont jár. Reakcióegyenletek Kémcsövek Az összeöntés során bekövetkezett változások reakcióegyenletei: betűjelei A-D 2 FeCl 3 + 2 KI = 2 FeCl 2 + 2 KCl + I 2 // 2 Fe 3+ + 2 I = 2 Fe 2+ + I 2 A-E FeCl 3 + NaOH = Fe(OH) 3 + 3 Na + // Fe 3+ + 3 OH = Fe(OH) 3 10 x 1 + 2 pont A-F 2 FeCl 3 + 3 Pb(NO 3 ) 2 = 3 PbCl 2 + 2 Fe(NO 3 ) 3 // Pb 2+ + 2 Cl = PbCl 2 B-F H 2 SO 4 + Pb(NO 3 ) 2 = PbSO 4 + 2 HNO 3 // Pb 2+ + SO 4 2 = PbSO 4 C-D HgCl 2 + 2 KI = HgI 2 // Hg 2+ + 2 I = HgI 2 C-D HgI 2 + 2 KI = [HgI 4 ] 2 + 2 K + // HgI 2 + 2 KI = K 2 [HgI 4 ] // HgI 2 + 2 I = [HgI 4 ] 2 C-E HgCl 2 + 2 NaOH = HgO + 2 NaCl + H 2 O // HgCl 2 + 2 OH = HgO + 2 Cl + H 2 O C-F HgCl 2 + Pb(NO 3 ) 2 = PbCl 2 + Hg(NO 3 ) 2 // Pb 2+ + 2 Cl = PbCl 2 D-F 2 KI + Pb(NO 3 ) 2 = PbI 2 + 2 KNO 3 // Pb 2+ + 2 I = PbI 2 E-F Pb(NO 3 ) 2 + 2 NaOH = Pb(OH) 2 + 2 NaNO 3 // Pb 2+ + 2 OH = Pb(OH) 2 E-F Pb(OH) 2 + 2 NaOH = Na 2 [Pb(OH) 4 ] // Pb(OH) 2 + 2 OH = [Pb(OH) 4 ] 2 5