SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY
CHEMICKÁ OLYMPIÁDA 52. ročník, školský rok 2015/2016 Kategória D
Okresné kolo
RIEŠENIE A HODNOTENIE TEORETICKÝCH A PRAKTICKÝCH ÚLOH
RIEŠENIE A HODNOTENIE TEORETICKÝCH ÚLOH Chemická olympiáda – kategória D – 52. ročník – šk. rok 2015/16 Okresné kolo Helena Vicenová Maximálne 60 bodov Doba riešenia: 60 minút 1. feladat megoldása
(12 p)
2 p a)
nem nemesfém,
2 p b)
protonszámuk,
2 p c)
felvételével,
2 p d)
vegyület,
2 p e)
fém,
2 p f)
nem gyártják.
2. feladat megoldása 1p
a1) nátrium
1p
a2) kálium
1p
a3) cézium
(16 p)
2 p b)
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
2p
2K + 2H2O 2KOH + H2
2p
2Cs + 2H2O 2CsOH + H2
1 p c)
petróleumban
2p
mert reaktívak
1 p d)
puha
1p
reaktív
1 p e)
francium
1p
Fr
3. feladat megoldása
(16 p)
2 p a)
A magnézium vakító fénnyel égett.
2 p b)
2Mg + O2 2MgO
2 p c)
Mg – ezüstös-fehér fém, vagy szürke szilárd anyag,
2p
O2 – színtelen gáz,
2p
MgO – fehér szilárd anyag
1p
d)
d 1) kémiai egyesülés
2p
Két reagensből egy termék keletkezett.
1p
d 4) redox reakció
2p
A reakcióban változnak az oxidációs számok.
4. feladat megoldása 1p
a)
kálium(I)-klorid
2p
b)
szilvín
2 p c)
(16 p)
Az óraüvegen lemérjük a kiszámított KCl mennyiségét. A főzőpohárba körülbelül 50 cm3 vizet öntünk, és beleszórjuk a KCl. Fecskendő segítségével leöblítjük a maradék anyagot az óraüvegről a főzőpohárba, majd elkeverjük. Ha az anyag feloldódott, az oldatot mérőlombikba öntjük. A főzőpoharat fecskendővel ismételten kis mennyiségű vízzel kiöblítjük, és a mérőlombikba öntjük. A mérőlombikot fecskendő segítségével jelig töltjük vízzel. A mérőlombikot dugóval lezárjuk, és az oldatot le- fel forgatással összekeverjük.
2 p d)
Kiszámítjuk a KCl oldat tömegét. m(oldat) = ρ(KCl oldat)
V(KCl oldat)
m(oldat) = 1,050 g/cm3
250 cm3
m(oldat) = 262,5 g 2p
Kiszámítjuk a KCl tömegtörtjét az oldatban. w(KCl) =
m(KCl) m(KCl oldat)
w(KCl) =
21,0 g 262,5 g
w(KCl) = 0,0800 1p
w(KCl) = 8,00 %
2 p e)
Kiszámítjuk a KCl móltömegét. M(KCl) = M(K) + M(Cl) M(KCl) = 39,10 g/mol + 35,46 g/mol M(KCl) = 74,56 g/mol
2p
Kiszámítjuk a KCl anyagmennyiségét. n(KCl) =
m(KCl) M (KCl)
n(KCl) =
21,0 g 74,56 g/mol
n(KCl) = 0,2817 mol 2p
Kiszámítjuk a KCl anyagkoncentrációját az oldatban. c(KCl) =
n (KCl) V(KCl oldat)
c(KCl) =
0,2817 mol 0,250 dm3
c(KCl) = 1,13 mol/dm3 Teljes pontszámmal értékeljük valamennyi feladatnál a más módon megadott helyes választ és helyes számítási eredményt is.
RIEŠENIE A HODNOTENIE PRAKTICKÝCH ÚLOH Chemická olympiáda – kategória D – 52. ročník – školský rok 2015/2016 Okresné kolo Jana Chrappová Maximálne: 40 bodov Doba riešenia: 60 minút A gyakorlat címe: Kálium(I)-klorid előállítása 1. feladat
(20 p) A kálium(I)-klorid oldatának elkészítése a kindulási anyagok oldatainak
3p
keverésével. 2p
A KCl oldat besűrítése melegítéssel az előírt térfogatra.
5p
A szűrőkészülék helyes felállítása 2 p, a forró oldat szűrésének helyes munkamenete (a szűrőpapír hajtogatása, tölcsérbe helyezése és nedvesítése 1p, a szűrőpapír feltöltése üvegbot mellett 1p, ha a tölcsér szára a ferde csiszolat hosszabb részével a főzőpohár falához ér 1 p).
2p
Az oldat hűtése jégfürdőben.
2p
Etanolos kicsapás.
6p
A csapadék feletti oldat óvatos leöntése a mosdóba, és a csapadék szűrése.
2. feladat
(20 p)
1. Írjátok le a gyakorlatban használt kiindulási anyagok képleteit: 0,5 p
KOH
0,5 p
HCl
2. 2p
Írjátok le a kálium(I)-klorid előállításának kémiai egyenletét: KOH + HCl KCl + H2O A helyes termékek egyenként 0,5 p, a helyesen leírt kémiai egyenlet 1 p
3.
Karikázzátok be a helyes állításokat:
2p
neutralizációs (0,5 p)
felmelegszik (0,5 p)
exotermikus (1 p)
4.
Magyarázzátok meg, miért nem oldódik a kálium(I)-klorid (ionvegyület) etanolban?
1p
Az ionvegyületek poláris oldószerekben oldódnak, az etanol csupán enyhén poláris oldószer.
5.
A kálium(I)-kloridot oldatából úgy nyertétek, hogy etanol hozzáadásával csökkentettétek oldhatóságát. Röviden írjatok le legalább még egy olyan módszert, amellyel ez a kristályos anyag vizes oldatból előállítható.
2p
A kristályos anyag nyerhető: - az oldószer elpárologtatásával - vízfürdőn besűrített oldat kristályosításával, vagy az oldat hevítésével majd lehűtésével. Bármely helyes válasz elismerhető.
6. Írjátok le milyen színűre festődik a gázégő lángja, ha a lángba kálium(I)kloridba mártott drótot helyezünk. 1p
Lila színűre. Melyik kémiai elem idézi elő ezt a színeződést ?
1p 7.
Kálium. Írjátok le a vegyület képletét, melynek segítségével bizonyítani tudnátok a klorid anionok jelenlétét a vizes oldatban.
1p
AgNO3 Írjátok le mit tapasztalnátok a bizonyítás folyamán.
1p
Fehér csapadék keletkezését. Írjátok le a vegyület képletét, amely a bizonyítási reakcióban keletkezne.
1p 8.
AgCl Írjátok le, hogy a kálium(I)-klorid vizes oldata vezeti-e az elektromos áramot. Állítástokat indokoljátok meg.
2p
Igen. (1 p)
Vizes oldata ionokat tartalmaz, amelyek vezetik az elektromos áramot. (1 p) 9.
A reakcióhoz a kálium(I)-hidroxid 30 cm3 térfogatú és w = 0,10 értékű oldatát használtátok. Számítsátok ki: a/ az adott oldat előállításához szükséges tiszta kálium(I)-hidroxid tömegét b/ az oldatban levő kálium(I)-hidroxid anyagmennyiségét. M(KOH) = 56,11 g/mol, (10 % KOH) = 1,08 g/cm3
a)
Kiszámítjuk a 30 cm3 KOH oldat tömegét: m(oldat) = ρ(oldat) V(oldat) m(oldat) = 1,08 g/cm3 30,0 cm3
1p
m(oldat) = 32,4 g
1p
w(KOH) =
m(KOH) m(KOH) = w(KOH) x m(oldat) m(oldat)
m(KOH) = 0,10 x 32,4 g 1p
m(KOH) = 3,24 g
b)
Az oldat készítéséhez szükséges tiszta KOH tömegéből kiszámítjuk az anyagmennyiséget: M(KOH) = 56,11 g/mol n(KOH) =
2p
3,24 g 56,11g/mol
n(KOH) = 0,0577 mol
n(KOH) =
m(KOH) M (KOH)
Segédeszközök egy diák részére: főzőpohár
(2 db:
150 cm3),
mérőhenger
(1 db,
50 cm3),
vasállvány
(1 db),
szűrőtölcsér (1 db), szűrőkarika (1 db), sima szűrőpapír (1 db), üvegbot (1 db), jelölőfilc ceruza (1 db), fecskendőpalack desztillált vízzel (1 db), drótháló (1 db), gázégő (vagy elektromos melegítő) (1 db), jégfürdő, védőkesztyű vagy fogó a forró főzőpohár átviteléhez, pinzetta (1 db), óraüveg (1 db).
Vegyszerek: 30 cm3 KOH oldat (w = 0,10), 21 cm3 HCl oldat (w = 0,10), 25 cm3 etanol.
Autori: RNDr. Helena Vicenová (vedúca autorského kolektívu), RNDr. Jana Chrappová, PhD. Recenzenti: PaedDr. Pavol Bernáth Redakčná úprava: RNDr. Helena Vicenová Slovenská komisia chemickej olympiády Vydal: IUVENTA – Slovenský inštitút mládeže, Bratislava 2016 Preklad: prof. RNDr. Alžbeta Hegedűsová, PhD.
