Munkaid: 80 perc XXXVIII Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny 006 Dönt Periódusos rendszer a feladatlap oldalán található Összpontszám 60 pont I ÁLTALÁNOS KÉMIA ÉS ANYAGSZERKEZET (Összesen: 0 pont) Az alábbi mondatok a -es rendszámú elem alapállapotú atomjára vonatkoznak, egészítse ki ket, illetve válaszoljon a feltett kérdésekre! pont Az elektronok db héjon, db alhéjon, db pályán helyezkednek el Az atomban db gömbszimmetrikus atompályája van, a párosítatlan elektronok száma: A legkisebb pályaenergiájú alhéjának jele: Vegyértékelektronjainak száma: Hány elektron található d-jel alhéjon? Hány telített héja van? Hány telítetlen alhéja van? A relációs jel beírásával (>; <; =) végezze el az összehasonlítást! pont mol oxigénmolekulában lév atomok száma mol ózonmolekulában lév atomok száma kötésszög a kén-dioxidban kötésszög a szén-dioxidban párosítatlan e - -ok száma az oxigén atomban lév párosítatlan e - -ok száma a Br atomban lév a kén-trioxid -kötéseinek száma az acetilén -kötéseinek száma a mészégetés reakcióhje a mészoltás reakcióhje Hat vegyület vizes oldatának kémhatását vizsgálva az univerzális indikátorpapír ötféle szín volt: vörös (ph=); sárga (ph=); sárgászöld (ph=7); zöld (ph=9) és kék (ph=) A táblázat kitöltésével párosítsa és indokolja a kérdéses anyag és vizes oldata kémhatását! pont Oldott anyag A hidrolízis egyenlete Kémhatás ph KCl Na CO NaHCO (NH ) SO CuSO KAl(SO ) Szifonban szódavizet, ill szénsavval dúsított italt készítünk 8 pont a) Mi a bizonyítéka annak, hogy a reakció nem játszódott le teljesen? b) Hogyan változik a szifonban lév egyensúly a táblázatban feltüntetett esetekben? Mvelet Az egyensúly változása Reakcióegyenlet egy pohár víz kiengedése után újabb patron becsavarása után ha a szifont a htszekrénybe helyezzük ha a szifont nem csapvízzel, hanem citromos vízzel töltjük meg XXXVIII Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny, dönt, 006 április 9 közölhet
II SZERVETLEN KÉMIA (Összesen: pont) A következ anyagokhoz KI-oldatot öntünk Mit tapasztalunk? Írja le a reakcióegyenletet és a tapasztalatot! 7, pont hidrogén-peroxid oldat ezüst-nitrát oldat réz-szulfát oldat szilárd jód brómos víz tapasztalat reakcióegyenlet A fémeknek vegyületükbl való kinyerése kémiai szempontból redukciót jelent A táblázat betekintést nyújt néhány kohászati kérdésbe 7, pont A M A M Az elállítás módja fém (g/mol) nyersanyag (g/mol) Cu 6, CuSO 9, Redukció vassal Fe,8 Fe O 9,6 Redukció szénnel Al 7,0 Al O 0,0 Elektrolízis W 8,9 WO,9 Redukció hidrogénnel Hg 00,6 HgS,6 Pörkölés oxigénnel Reakcióegyenlet a) Papírforma szerint tonna nyersanyagból, melyik fémbl lehet elállítani a legtöbbet (a legnagyobb tömegt)? b) Ötven évvel ezeltt 8 C-nak mérték a vas olvadáspontját Napjainkban ugyanazzal a hmérsékletmérési módszerrel és eszközzel 8 C-os eltérés mutatkozik Mennyi a vas olvadáspontja az aktuális szakirodalom szerint? Válaszát indokolja! A következ reakciók mindegyikében szerepel a klórgáz Írja fel a reakcióegyenleteket! 6 pont a) klór + víz b) klórdurranógázt UV fénnyel megvilágítunk c) hypo + sósav d) klór + vas e) klór + KF-oldat f) klór elállítása Egy ismeretlen fém-klorid színtelen, vizes oldatához ón(ii)-klorid oldatot öntünk Elször fehér csapadék válik le, amely ón(ii)-klorid oldat feleslegének hatására megszürkül Ha az ismeretlen fém-klorid vizes oldatát rézlemezre cseppentjük, akkor szürke kiválást tapasztalunk, ami enyhe melegítés hatására eltnik Mi az ismeretlen fém-klorid képlete? Írja le a folyamatok reakcióegyenleteit! pont XXXVIII Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny, dönt, 006 április 9 közölhet
III SZERVES KÉMIA (Összesen: pont) Az alább felsorolt vegyületeknek keresse meg a párját! Acetaldehid, acetilén, aceton, akrolein, etilénglikol, glicerin, izoprén, meta-xilol, sztirol, vinil-klorid pont a) etán-,-diol f) vinilbenzol b) klóretén g) propénal c) propanon h) etin d) propán-,,-triol i),-dimetilbenzol e) -metilbuta-,-dién j) etanal A C n H n összegképlet vegyületek közül válassza ki a legkisebb C-atomszámú anyagot, amelyre igaz az alábbi állítás! Rajzolja le a vegyület atomcsoportos képletét és nevezze el azt! 6 pont a) minden atom egy síkban van b) van geometriai izomerje c) van optikai izomerje d) standard hmérsékleten és nyomáson folyadék, amely nem színteleníti el a brómos vizet Írjon olyan reakcióegyenletet, melyben a) a kénsav észtere képzdik b) gyümölcsészter képzdik c) viasz képzdik d) zsír képzdik e) glicerin-trinitrát képzdik f) acetil-szalicilsav képzdik b) és d) reakcióban képzdött észtereket nevezze el! pont XXXVIII Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny, dönt, 006 április 9 közölhet
IV SZÁMÍTÁSI FELADATOK (A számításhoz szükséges adatok a 6 oldalon látható periódusos rendszerben találhatóak) A természetes fémkáliumnak három izotópja van: a 9-es tömegszámú, amelynek a gyakorisága 9,0%, a 0-es tömegszámú, melynek a gyakorisága 0,000 % és a tömegszámú amelynek a gyakorisága 6,88% A fémkálium három izotópja közül a 0-es tömegszámú radioaktív, ezért a fém radioaktivitást mutat A viszonylag csekély aktivitás az izotóp kis gyakoriságából adódik A fémet jellemz aktivitás 0,0 Bq/gramm, illetve 6,0 Bq/cm a) Mennyi a kálium moláris aktivitása? b) Mennyi a kálium srsége? c) Mekkora a 0-es tömegszámú kálium moláris aktivitása? (Összesen 0 pont) Vízmentes cink-szulfát és kristályvizet tartalmazó cink-szulfát keverék két egyforma részletét vizsgáltuk Az egyik részletét 0 C kihevítve,%-os tömegcsökkenést tapasztaltunk A másik részletnek vizes oldatból való újrakristályosításakor,%-os tömegnövekedés következett be (Többszöri kristályosítással a teljes anyagot kinyertük) a) Adja meg a kristályvizes cink-szulfát képletét! b) Számítsa ki a keverék tömeg %-os összetételét! (Összesen 0 pont) Egy autó beindításakor,00 másodpercig folyt 0 A ersség áram a) Hány gramm ólom oldódott le közben az akkumulátor elektródjáról? b) Mennyi h fejldött volna, ha az összes energia termikus energiává alakult volna? Az ólomakkumulátor kiegészítend cellareakciója: Pb + PbO + H SO = PbSO + H O A képzdéshk: Q k (PbO (sz) ) = -77 kj/mol, Q k (PbSO (sz) ) = -98 kj/mol, Q k (H SO ) (f) = -8 kj/mol, Q k (H O) (f) = -86 kj/mol (Összesen 0 pont) Egy metán-hidrogén gázelegy tökéletes elégetéséhez ugyanolyan térfogatú azonos állapotú oxigén szükséges a) Adja meg a gázkeverék térfogat %-os összetételét! b) Mekkora térfogatú olajsavat (=0,89 g/cm ) lehet telíteni,00 m standard hmérséklet és nyomású gázelegy hidrogéntartalmával? c) A,00 m standard hmérséklet és nyomású metán-hidrogén gázelegyet, 000 C-on Ni-katalizátor jelenlétében vízgzzel reagáltatjuk Mekkora térfogatú olajsavat (=0,89 g/cm ) lehet telíteni az így keletkezett gázelegy hidrogéntartalmával, ha a telítési reakció 80, %-os hatásfokkal ment végbe d) Ha a,00 m standard hmérséklet és nyomású metán-hidrogén gázelegyet elektromos ívkemencébe vezetjük, akkor, g korom rakodik le és,60 m standard hmérséklet és nyomású, (acetilént is tartalmazó) gázelegyet kapunk Adja meg az ívkemencébl kijöv gázelegy térfogat %-os összetételét! (Összesen pont) Egy vízminta szerves szennyezettségére jellemz, hogy mennyi oxigén szükséges a szennyezanyagok oxidálásához A kémiai oxigénigény (KOI) a szennyvízben lév, ers oxidálószerrel oxidálható, oldott és szuszpendált szerves anyag térfogategységenkénti - XXXVIII Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny, dönt, 006 április 9 közölhet
szabvány által elírt körülmények között meghatározott - oxigénigénye (oxigénfogyasztása g/m -ben) A kémiai oxigénigényt (KOI), a következ szabványos vizsgálattal állapítják meg: 00 cm vízminta + cm : hígítású kénsavoldat + 0,0 cm 0,0 mol/dm koncentrációjú KMnO -oldatösszetétel reakcióelegyet a forrástól számított 0 percig forralunk 0,0 cm 0,0 mol/dm koncentrációjú (COOH) -oldatot adunk hozzá, majd melegen titráljuk 0,0 mol/dm koncentrációjú KMnO -oldattal Egy dunai vízminta titrálására,6 cm 0,096 mol/dm koncentrációjú KMnO -oldat fogyott, az oxálsav oldat koncentrációja 0,000 mol/dm -es volt a) Hány mmol KMnO fogyott a víz szerves szennyezésének oxidálására? b) Adja meg a vízminta kémiai oxigénigényét, oxigénfogyasztás g/m -ben! Kiegészítend reakció egyenlet: KMnO + (COOH) + H SO = CO + K SO + MnSO + H O (Összesen pont) 6 00 gramm,00 tömeg %-os cink-acetát oldatot elektrolizálunk,00 A áramersség és 00 %-os áramkihasználás mellett Ha az ecetsav töménysége eléri a 0,00 tömegszázalékot, akkor a kivált cink el kezd oldódni a) Mennyi ideig kell folytatni az elektrolízist, hogy a kivált cink oldódni kezdjen? b) Hány tömegszázalékos lesz az oldat ecetsavra nézve60 perces elektrolízis után? c) Hány tömegszázalékos lesz az oldat cink-acetátra nézve60 perces elektrolízis után? (Összesen pont) AZ ELEMEK PERIÓDUSOS RENDSZERE 6 7,,,,, 6, 7, 8, 9, 0,,,,,, 6, 7, 8, IA H,0 hidrogén IIA IIIA IVA VA VIA VIIA Li 6,9 lítium Na,0 nátrium 9 K 9, kálium 7 Rb 8, rubídium Cs,9 cézium 87 Fr () francium Be 9,0 berillium Mg, magnéziu m IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB 0 Ca 0,0 kalcium Sc,0 szkandium Ti 7,9 titán 8 Sr 87,6 stroncium 6 Ba 7, bárium 88 Ra (6) rádium 9 Y 88,9 ittrium 7 La* 8,9 lantán 89 Ac** (7) aktínium V Cr 0,9,0 vanádium króm 6 Mn,9 mangán Fe,9 vas 7 Co 8,9 kobalt 8 Ni 8,7 nikkel 9 Cu 6, réz 0 6 7 Zr 9, cirkónium Nb 9,9 nióbium Mo 9,9 molibdén Tc (99) technécium Ru 0, ruténium Rh 0,9 ródium Pd 06, palládium Ag 07,9 ezüst 7 7 Hf Ta 78, 8,0 hafnium tantál 0 Rf rutherfordium 0 Db dubnium 7 7 76 77 78 W 8,9 wolfram Re 86, rénium Os 90, ozmium Ir 9, iridium 06 Sg seaborgium 07 Bh bohrium 08 Hs hassium 09 Mt meitnerium Pt 9, platina 79 Au 97,0 arany 0 Zn 6, cink 8 Cd, kadmium B 0,8 bór 6 C,00 szén Al Si 7,0 8, alumínium szilícium 7 8 N O,0 6,00 nitrogén oxigén P,0 foszfor Ga 69,7 gallium Ge 7,6 germániu m As 7,9 arzén 9 0 In Sn Sb,8 8,7,8 indium ón antimon 80 8 8 Hg 00,6 higany Tl 0, tallium Pb 07, ólom 6 S,0 kén Se 79,0 szelén 8 8 Bi 09,0 bizmut Te 7,6 tellúr Po (0) polonium 9 7 F 9,0 fluor Cl, klór Br 79,9 bróm I 6,9 jód 8 At (0) asztácium VIIIA He,0 hélium 0 Ne 0, neon 8 Ar 9,9 argon 6 Kr 8,8 kripton Xe, xenon 86 Rn () radon lantanoidák* aktinoidák** 8 Ce 0, cérium 90 Th,0 tórium 9 60 6 6 Pr 0,9 prazeodimium Nd, neodimium Pm (7) prométium 9 9 Pa (,0) proaktínium U 8, urán 9 9 Np (7,0) neptúnium Sm 0, szamárium Pu (,0) plútó-nium 6 6 6 Eu,0 európium Gd 7, gadolínium 9 Am (,0) amerícium 96 Cm (7,0) krium Tb 8,9 terbium 66 67 Dy Ho 6, 6,9 diszprózium holmium 97 98 99 Bk (9,0) berkélium Cf (,0) kalifornium Es (,0) einsteinium 68 Er 67, erbium 00 Fm (,0) fermium 69 Tm 68,9 tulium 0 Md (6,0) mendelévium 70 Yb 7,0 iterbium 0 No (,0) nobélium 7 Lu 7,0 lutécium 0 Lr (7,0) laurencium XXXVIII Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny, dönt, 006 április 9 közölhet