I. ISMÉTLÉS, RENDSZEREZÉS 1. Anyagok 1. Sorold fel a konyhasó fizikai tulajdonságait! Fehér, szilárd, kristályos anyag, vízben jól oldódik. 2. Az anyagok melyik csoportjába tartoznak a felsoroltak: klór, konyhasó oldat és a tiszta víz? klór – egyszerű anyagok – elem konyhasó – összetett anyagok – oldat víz – összetett anyagok - vegyület 3. Készíts 350 g 25 tömegszázalékos konyhasóoldatot! Írd le az oldatkészítés lépéseit! A szükséges mennyiségű konyhasót mérőlombikba tesszük. Kevés desztillált vízben feloldjuk. Az oldatot 350 cm3 mennyiségre desztillált vízzel felöntjük. 4. A fenti oldat elkészítéséhez hány g konyhasót és vizet kell bemérni? oldat = 350 g 25 = x/350*100 oldott anyag = x g x=25*350:100 = 87,5 g konyhasó koncentráció = 25 m/m% 350 – 87,5 = 262,5 g víz 2. Kémiai részecskék 1. A felsoroltak közül húzd alá az elemi részecskéket, és karikázd be a kémiai részecskéket: elektron, ion, molekula, proton, atom, neutron! A többi bekarikázva 2. Írj példát összeg- és szerkezeti képlettel elemmolekulára, melyben egyszeres, kétszeres, háromszoros kovalens kötés van, és keress példát vegyületmolekulára is! Egyszeres: Cl2 Kétszeres: O2 Háromszoros: N2 3. Egészítsd ki a mondatokat, hogy helyesek legyenek! Az atomban a protonok száma egyenlő az elektronok számával. Az izotóp atommagokban a neutronok száma eltérő. A pozitív töltésű ionban az elektronok száma kisebb, mint a protonok száma. A negatív töltésű ionban az elektronok száma több, mint a protonok száma.
4. Írd le kémiai jelekkel a következő ionok kialakulását: káliumion, oxidion, ammóniumion, hidroxidion! K → K+ + e vagy K K+ O + 2e - → O 2 vagy O O2+ + NH3 + H = NH4 vagy NH3 NH4+ H2O → OH- + H+ vagy H2 O OH- + H+
3. Anyagi változások 1. Mi a bomlás, és mi az egyesülés? A bomlás az a kémiai reakció, melynek során egy anyagból két vagy több anyag keletkezik. Az egyesülés az a kémiai reakció, melynek során két vagy több anyagból egy anyag keletkezik. 2. Csoportosítsd az alábbi reakciókat energiaváltozás és a részt vevő anyagok száma szerint: magnézium égése, cukor karamellizálása! Energiaváltozás szerint – exoterm – magnézium égése – endoterm – cukor karamellizálása Részt vevő anyagok szerint – egyesülés – magnézium égése – bomlás – cukor karamellizálása 3. A magnézium égése során melyik anyag keletkezik? Írd le a nevét, képletét, kötéstípusát, és add meg1 mol tömegét! magnézium-oxid MgO ionkötés 40 g/mol 4. Írd le a magnézium égésének egyenletét! Melyik anyag oxidálódott, illetve melyik redukálódott? Melyik anyag volt az oxidáló-, illetve a redukálószer a reakció során? 2Mg + O2 = 2MgO oxidálószer: O2 redukálószer: Mg II. A NEMFÉMES ELEMEK ÉS VEGYÜLETEIK 4. A hidrogén 1. Sorold fel a hidrogén fizikai tulajdonságait! A természetben milyen állapotban fordul elő? Színtelen, szagtalan, a levegőnél könnyebb, legkisebb sűrűségű gáz. A természetben vegyületeiben fordul elő.
2. Hogyan állítják elő a hidrogént laboratóriumban? Cink és sósav reakciójával állítják elő. 3. Írd le, mi a margaringyártás lényege! A magvakból kipréselt növényi olajat katalizátor mellett hidrogénezik, mely folyamat közben az olaj megszilárdul. 4. A képen látható kísérletben hidrogéngázt vezetünk réz-oxidra. Milyen színűek a kiindulási és a keletkezett anyagok? Írd le a reakcióegyenletet! Melyik anyag oxidálódott, illetve melyik redukálódott? Kiindulási anyagok: H2 színtelen CuO fekete Keletkezett anyagok: Cu vörös H2O színtelen CuO + H2 = Cu + H2O oxidálódott: CuO redukálódott: H2 5. A víz 1. Mi a víz összegképlete és szerkezeti képlete? H2O 2. Sorold fel a víz halmazállapotait! Mi a jég rácstípusa? Szilárd, folyékony, gáz. A jég rácstípusa: molekularács 3. Nézz utána, mivel függ össze a Titanic luxushajó katasztrófája! A jég térfogata nagyobb, sűrűsége kisebb, mint a folyékony vízé. A jéghegynek csak 1/10-e látszik ki a vízből, a víz alatti hatalmas jégtömeg léket ütött a Titanicon. 4. Magyarázd el a víz hegységformáló hatását! A víz a kőzetrepedésekbe folyik. Télen megfagy így növekszik térfogata. A jég szétfeszíti, aprózza a kőzetet. Az esőzések során pedig elhordja az aprózódott kőzetet. 6. A klór 1. Hogyan állítható elő a klór laboratóriumban? Sorold fel a fizikai tulajdonságait! Előállítás: kálium-permanganát + sósav reakciójával. Fizikai tulajdonságai: sárgászöld, szúrós szagú, vízben közepesen oldódó gáz. 2. A természetben milyen állapotban fordul elő a klór? Mi ennek az oka? Hogyan állítják elő az iparban? A természetben vegyületeiben fordul elő, mert nagyon reakcióképes elem. Iparban a konyhasó oldatának vagy olvadékának elektrolízisével állítják elő. 3. A képen a nátrium és a klór reakciója látható. Írd le a reakcióegyenletet! Milyen szer volt a klór a reakcióban? Energiaváltozás szerint ez milyen
típusú reakció? 2Na + Cl2 = 2NaCl Cl2 az oxidálószer Energiaváltozás szerint exoterm reakció 4. Miért nagyon veszélyes, ha takarítás közben figyelmetlenségből a háztartási sósavat összeöntik hipóval (NaOCl)? Írd le a reakcióegyenletet! Klórgáz fejlődik, amely erősen mérgező anyag. NaOCl + 2HCl = Cl2 + H2O + NaCl 7. A sósav 1. Ki és hogyan állította elő a sósavat? Rudolph Glauber átkristályosított kősó + tömény kénsav reakciójával. 2. A hidrogén-klorid vizes oldatába kék lakmuszt cseppentünk. Milyen színváltozás történik? Mit jelent ez? Az oldat piros lesz. Az oldat savas kémhatású, mert oxónium-ion túlsúly van az oldatban. 3. Hogyan bizonyítod be egy fehér színű kődarabról, hogy mészkő? Készíts kísérlettervet! Tudjuk, hogy a mészkőből sav hatására CO2 gáz fejlődik. A kőre savat (ecet; sósav) cseppentünk, ha pezsgést tapasztalunk, akkor mészkő. 4. A képen a vas, a réz és a cink reakcióját látod sósavval. Írd a fémek vegyjelét a megfelelő kémcső alá! Zn Fe Cu Írd le a cink és a sósav reakcióegyenletét (a cink 2 elektront ad le)! Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Melyik anyag volt az oxidáló-, illetve a redukálószer? Sósav volt az oxidálóés cink a redukálószer. 8. Az oxigén 1. Ki és hogyan fedezte fel az oxigént? Sorold fel az oxigén fizikai tulajdonságait! Joseph Priestley higany-oxidot hevített, a keletkező gázban a gyertya erős lánggal égett. Az oxigén színtelen, szagtalan gáz, vízben rosszul oldódik. 2 Milyen állapotban fordul elő az oxigén a Földön, és milyen gyakorisággal? Elemi állapotban a levegőben, vegyületeiben vízben, hegyek, talaj vegyületeiben. A Földön a leggyakoribb. Írd le a higany-oxid bomlását szavakkal! Higany-oxidból keletkezik fém higany és oxigén gáz. 3. Töltsd ki a táblázatot!
Név
Oxigén ózon
Összegképlet
Szerkezeti képlet
O2 O3
nem kérjük
1 mol tömege
Kémiai tulajdonsága
Élettani hatása
32g/mol
oxidálószer
A légzéshez elengedhetetlen
48g/mol
erélyes oxidálószer
Mérgező
4. Higany-oxidot (HgO) hevítünk, a keletkező gázt (A) egy fekete port (B) tartalmazó kémcsőbe vezetjük, amíg vörösbarna színű anyag (C) keletkezik. Milyen anyagokat jelölnek a nagybetűk? Írd le a képletüket, és az A és B reakciójának egyenletét! A: O2 B: Fe C: Fe2O3 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 9. A kén 1. Sorold fel a kén fizikai tulajdonságait! Sárga, szilárd. Hol fordul elő elemi kén a Földön? Vulkanikus eredetű kéntelepekben. 2. Hol helyezkedik el a kén a periódusos rendszerben? Harmadik periódus, VI. főcsoportban. Hány atomos molekulát alkot, miért? Nyolc atomos, gyűrű alakú molekulát alkot. A S atom nagy, így két atom között egy kötőelektronpár fér el. Ezért a 2 kötőelektronpárt 2 szomszédos S atommal alkotja. Melyik rácstípusban kristályosodik? Molekularács 3. Magyarázd el a kép segítségével, hogyan függ össze az olvadás folyamata a kén szerkezetével! Hő hatására a molekularácsot összetartó gyenge kötések felbomlanak, sárga, hígan folyó folyadék keletkezik. További melegítésre a kéngyűrűk szakadnak fel, a láncok összegabalyodnak, és sűrűn folyó olvadék alakul ki. További hevítésre a kénláncok felszakadnak, és egy hígan folyó olvadék keletkezik. 4. Cink és kénpor keverékét hevítjük. Milyen anyag keletkezik? Cinkszulfid. Írd le a reakcióegyenletet! Zn + S = ZnS Csoportosítsd a reakcióegyenletet az alábbi szempontok szerint: a) résztvevő anyagok száma egyesülés b) energiaváltozás exoterm c) részecskeátmenet! redoxi 10. A kén vegyületei
1. Kénszalagot égetünk. Milyen gáz keletkezik? Kén-dioxid Sorold fel a fizikai tulajdonságait! Színtelen, szúrós szagú, vízben oldódó gáz Mi az élettani hatása? Mérgező 2. A fenti képsor a kén-dioxid melyik tulajdonságát tanúsítja? Színtelenítő Mi a kémiai alapja ennek a tulajdonságnak? A kén-dioxid redukáló hatása. Írd le a kén-dioxid keletkezésének egyenletét! S + O2 = SO2 3. A kén-dioxid a savas esők egyik okozója. Írd le a savas esők kialakulásának egyenletét! SO2 + H2O= H2SO3 4. Ha a kén-dioxid gázt kén-hidrogén oldatába vezetjük, sárga, szilárd anyag keletkezik. Írd le a reakció egyenletét! SO2 + 2H2S= 2H2O + 3S Szűkebb értelemben melyik anyag oxidálódott, melyik redukálódott? H2S oxidálódott, SO2 redukálódott. Melyik az oxidálószer, melyik a redukálószer? Kén-dioxid az oxidálószer, a Hidrogén-szulfid a redukálószer. 11. A kénsav 1. Írd le a kénsav összegképletét! H2SO4 Hogyan kell a tömény kénsavat hígítani, miért? A savat üvegbot mellett, állandó keverés közben öntjük a vízbe. Mert a hígítás nagy hőfejlődéssel jár. A hőfejlődés miatt az oldat felmelegszik, fröcsöghet, ami balesetveszélyes! 2. A képen látható kísérlet a kénsav melyik tulajdonságát bizonyítja? A kénsav vízelvonó hatása miatt a cukrot elszenesíti. Hogyan kell elvégezni a kísérletet? A cukorra néhány csepp vizet, majd tömény kénsavat öntünk. 3. Bizonyítsd be, hogy a kénsav savas kémhatású! Készíts kísérlettervet, és színezd ki megfelelően! Kémcsőbe híg kénsavat öntünk. Az oldatba néhány csepp kék lakmusz oldatot cseppentünk. Az oldat piros lesz, ez bizonyítja savas kémhatását. Írd le a reakcióegyenletet! H2SO4 + 2H2O = 2H3O+ + SO424. Készíts folyamatábrát (anyagnevekkel és nyilakkal) az alábbi anyagok és folyamatok felhasználásával: oldódás tömény kénsavban, kén, óleum, kéndioxid,V2O5, oxigén, kén-dioxid égése, hígítás, kén égése, kéntrioxid, tömény kénsav! Kén (kén égése) → kén-dioxid + oxigén (kén-dioxid égése, V2O5) → kén-trioxid (oldódás kénsavban) → óleum (hígítás) → tömény kénsav
Mi a szerepe a vanádiumpentoxidnak (V2O5)? Katalizátor 12. A kénsav reakciói 1. Írd le a képletüket! Kénsav H2SO4 kén-trioxid SO3 szulfátion SO42kénessav H2SO3 vas-szulfid FeS
szulfition SO32kén-hidrogén H2S kén-dioxid SO2
2. A képek a híg és a tömény kénsav reakcióját mutatják vassal és rézzel. Írd a kép alá, melyik a híg és melyik a tömény kénsavval történő reakció! A bal oldali: híg kénsav, a jobb oldali: tömény kénsav Válaszodat indokold! A jobb oldali képen a vasszög és a sav között nincs reakció, nem látszik gázképződés. 3. Az alábbi állításba hiba csúszott. Miért? Írd le helyesen! Tömény kénsavat nem lehet vastartályban tárolni, mert oldja a vasat. A tömény kénsavat lehet vastartályban tárolni, mert a sav passziválja a fém felületét, így nem lépnek egymással reakcióba. 4. Rezet oldunk tömény kénsavban melegítés közben. A fejlődő gázhoz vizes univerzális indikátorpapírt tartunk. Mi történik? Az indikátor papír piros színű lesz. Magyarázd meg a változást! A fejlődő gáz és a papíron levő víz reakciójában kénessav keletkezik. A tömény kénsav melyik tulajdonságát mutatja a kísérlet? Erélyes oxidálószer. Írd le a reakció egyenletét! 2H2SO4 + Cu = SO2 + CuSO4 + 2H2O 13. A nitrogén és vegyületei 1. Mely elemek tartoznak a nitrogéncsoportba? Nitrogén, foszfor, arzén, antimon, bizmut. Mely elemcsoportok tagjai? N, P nemfémek; As, Sb félfémek, Bi fém 2. Bontsd két csoportra a felsorolt szavakat: szúrós szagú, erélyes oxidálószer, fizikai tulajdonságai, fény hatására bomlik, folyékony, kémiai tulajdonságai! Fizikai tulajdonságai: szúrós szagú, folyékony Kémiai tulajdonságai: erélyes oxidálószer, fény hatására bomlik 3. Töltsd ki a táblázatot! Sav Név
Képlet
Savmaradék Név Képlet
Példa: só Név Képlet
kénsav glaubersó H2SO4 Szulfát SO42Na2SO4 salétromsav pétisó HNO3 Nitrát NO3 NH4NO3 sósav konyhasó HCl Klorid ClNaCl Mely anyagokat nevezzük sónak? Fém vagy ammónium ionból és savmaradék ionból álló vegyületet. 4. Írd le a nitrogén körforgását a pétisóból kiindulva! Pétisó – növényekben – fehérjék – elpusztult növények – bomlás – talaj – ammónium ion – baktériumok – nitrát ion 14. A foszfor és vegyületei 1. Ki és hogyan fedezte fel a foszfort? Mi volt a foglalkozása? Hennig Brand, orvos-alkimista vizeletet desztillált, a maradékot vörös izzásig hevítette. 2. Hasonlítsd össze a foszfor allotróp módosulatait (szín, élettani hatás, oldódás, éghetőség)! Készíts táblázatot! Fehér foszfor Vörös foszfor Szín fehér vörös Élettani mérgező nem mérgező hatás Oldódás zsírokban, olajokban nem oldódik éghetőség éghető szobahőmérsékleten Éghető 4000C-on gyullad gyullad 3. Párosítsd! 1. foszforsav 2. foszforpentaoxid 3. foszfátion 4. csontok keménységét adja 5. vízlágyításra használják
2. P2O5 1. H3PO4 5. Na3PO4 3. PO434. Ca3(PO4)2
4. Határozd meg! Meghatározásaid kijelölt betűit összeolvasva megtudod, mit talált fel Irinyi János (a kétjegyű betű egynek számít). kémiai reakció, egy anyagból több keletkezik (1.)Bomlás a salétromsav sói (2.)nItrátok a tömény kénsav cukorra gyakorolt hatása (3.)víZelvonó e reakció során az anyag belső energiája nő (5.)endoTerm az oxigénnel való egyesülés neve (1.)Oxidáció 3 oxigénatomot tartalmazó molekula (4.)ózoN savmolekulából protonnal keletkező ion (1.)Savmaradék ilyen szer a salétromsav (5.)oxidÁló a nátrium-szulfát köznapi neve (1.)Glaubersó
„E338” számú anyag (2.)fOszforsav kémiai reakció, két anyagból egy anyag keletkezik (4.)egyeSülés fényjelenséggel járó égés neve (1.)GYorségés a kénsav sói (2.)szUlfátok a dinamit feltalálójának keresztneve (3.)alFréd a pétisó kémiai neve (1.)Ammónium-nitrát BIZTONSÁGOS GYUFA 15. A szén és vegyületei 1. Töltsd ki a táblázatot! ELEMI SZÉN természetes gyémánt grafit
mesterséges fullerén
2. Írd az állítások mellé a megfelelő anyag nevét (egy helyre többet is írhatsz)! (A) atomrácsot alkot gyémánt (B)rétegrácsos grafit (C) a legkeményebb anyag a természetben gyémánt (D) jele C60 fullerén (E) a szén mérgező oxidja szén-monoxid (F) nem éghető szén-oxid széndioxid (G) vízben oldódó szén-oxid szén-dioxid (H) éghető szén-oxid szénmonoxid (I) szén-dioxid vízben való oldásakor keletkezik szénsav (J) redukáló szén-oxid szén-monoxid (K) hegységek anyaga kalciumkarbonát 3. Milyen gáz található a szifonpatronban? Szén-dioxid Add meg az összegés szerkezeti képletét, valamint 1 mol tömegét! CO2 44g/mol Írd le a szódásszifonban lejátszódó reakció egyenletét! CO2 + H2O = H2CO3 Mit jelent a reakcióban a kettős nyíl? A folyamat oda-vissza lejátszódik. 4. Magyarázd el a grafit alábbi tulajdonságait a szerkezete alapján! a) írni lehet vele A rácsban a rétegek egymástól távolabb vannak, gyengébb a kötőerő, a leszakadt rétegek nyomot hagynak a papíron b) vezeti az elektromos áramot A rétegek közötti kötőelektronpár felszakad, így a rácsban van szabadon mozgó elektron, ezért vezeti az áramot. 16. A szilícium és vegyületei 1. Add meg a szilícium periódusos rendszerbeli helyét! 3. periódus IV. főcsoport Miben hasonlít és miben különbözik a szénatom elektronszerkezetétől a szilíciumé? Hasonló: vegyértékeletron számuk 4
Különbség: szilícium elektronhéjainak száma eggyel több Mekkora a szilícium gyakorisága a Földön? Második leggyakoribb elem a Földön 2. Miért a szilícium az egyik alapanyaga az elektrotechnikai iparnak? A szilícium félvezető tulajdonsága a felhasználás alapja. 3. Melyik anyag alkotja a hegyikristályt? Szilícium-dioxid Milyen a szerkezete, mit jelent a képlete? Atomrácsos vegyület, SiO4 tetraédereket alkot. Az oxigén tartalma kétszerese a szilíciuménak, ezt fejezi ki az SiO2 képlet. 4. Mi a különbség a kvarcüveg és a közönséges üveg között? A kvarcüveg szilícium-dioxidból készül, míg a közönséges üveg homok, szóda és mészkő összeolvasztásából. Hogyan készül a közönséges üveg? Mit nevezünk üvegállapotnak? Az olvadékban nem alakul ki a belső rendezettség – miközben megszilárdul. Hogyan lehet feloldani a szilíciumdioxidot? (Egyenletet írj!) SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O III. A FÉMES ELEMEK ÉS VEGYÜLETEIK 17. A fémek redukálósora 1. Tágabb értelemben mi történik a redukció során? Tágabb értelemben a redukció elektron felvétel. Mit nevezünk redukálószernek? Azt az anyagot, amely a reakció partnert elektron felvételre készteti. 2. Mi történik, ha a) a vas-szulfát oldatba rézdrótot teszünk kémiailag semmi b) réz-szulfát oldatba vasszöget teszünk? A vasszögre fémréz válik ki. Sorold fel érveidet! A vas redukáló képessége nagyobb, mint a rézé, ezért a réz-iont a vas atom redukálja. 3. Milyen fémek felhasználásával fejleszthetünk sósavból hidrogént? A hidrogénnél nagyobb redukáló képességű fémekkel. Mi az oka, hogy csak ezekkel? Ezek azok a fémek, amelyek elektront képesek átadni a hidrogén-ionnak. 4. A redukálószer alapján írd le a következő reakciók egyenletét! a) réz + sósav Cu + HCl = nem történik reakció b) cink + sósav Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 c) alumínium + vas-klorid 2Al + 3FeCl2 = 2AlCl3 + 3Fe
18. A nátrium és vegyületei 1. Melyik főcsoportba tartozik a nátrium? I. főcsoport Mit jelent ez, mi a neve ennek a főcsoportnak? 1 vegyértékelektronja van. A főcsoport neve: Alkáli fémek 2. Sorold fel a nátrium fizikai tulajdonságait! Szilárd, puha késsel vágható. Vágási felületén fém fényű. Hogyan kell tárolni a nátriumot és a káliumot? Mi ennek az oka? A levegőn gyorsan oxidálódnak, ezért petróleum alatt tároljuk. 3. Üvegkádba vizet öntünk és pár csepp fenolftaleint, majd egy nátriumdarabkát helyezünk a vízbe. Mi történik? Egyenlet alapján válaszolj! 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 A nátrium reakcióba lép a vízzel. A fejlődő hidrogén gáz miatt a nátrium darabka „szaladgál” a víz felszínén. Az oldat lila színű lesz, lúgos oldatot jelezve. 4. Miért reagál a kálium hevesebben a vízzel, mint a nátrium? Magyarázd meg az elektronszerkezet alapján! A káliumnak eggyel több elektronhéja van. A vegyértékeletron így messzebb található az atommagtól, kisebb a ráható vonzóerő. Így könnyebben leadja a vegyértékelektront. Írj reakcióegyenletet! 2K + 2H2O = 2KOH + H2 Melyik anyag oxidálódott, és melyik a redukálószer? A kálium oxidálódott, ezért a redukálószer a kálium. Milyen kémhatású oldat keletkezett? Lúgos. 19. A nátrium és vegyületei 1. Az alkálifémek lángfestésük alapján könnyen kimutathatók. Milyen színű a láng a nátrium sárga, rubídium vörös, cézium kék hatására? 2. Miért kell nagyon jól zárható edényben tárolni a nátrium-hidroxidot? A nátrium-hidroxid nedvszívó anyag. Rosszul tárolva, a levegő víztartalmát megkötve elfolyósodik. 3. Írd le az összetartozó hármasok jelét! A) NaCl a) kálium-karbonát B) NaOH b) nátrium-karbonát C) Na2CO3 c) átrium-foszfát D) NaHCO3 d) nátrium-nitrát E) Na2SO4 e) nátrium-hidroxid F) NaNO3 f) nátrium-hidrogénkarbonát G) K2CO3 g) nátrium- szulfát
1) kősó 2) szódabikarbóna 3) hamuzsír 4) trisó 5) sziksó 6) glaubersó 7) chilei salétrom
H) Na3PO4 h) nátrium-klorid 8) lúgkő A-h-1, B-e-8, C-b-5, D-f-2, E-g-6, F-d-7, G-a-3, H-c-4 4. Hogyan bizonyítod be, hogy a kristályos szóda kristályvizet tartalmaz? Tervezd meg a kísérletet! A kristályvizet gyenge kötőerővel tartalmazza a kristály, tehát a vizet ki kell „űzni”. Terv: a kristályos szódát melegítjük. Tapasztalat: a kristályvíz kicsapódik a kémcső falára, tehát a kristályos szóda tartalmaz kristályvizet. 20. A kalcium és vegyületei 1. Melyik főcsoportba tartozik a kalcium? II. főcsoportba Mit jelent ez? Két vegyértékelektronja van Sorold fel a főcsoport elemeit! Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 2. Milyen állapotban fordul elő a természetben a kalcium? Mi ennek az oka? Írj 2 példát! Vegyületeiben, mert a kalciumnak nagy a rekcióképessége pl. kalcium-karbonát CaCO3 kalcium-szulfát CaSO4 3. Mit gondolsz, vajon a mészégetés kifejezés helyes vagy helytelen kémiailag? Írd le a reakcióegyenletet, és az alapján válaszolj a kérdésre! CaCO3 = CaO + CO2 Az égés oxigénnel való egyesülés. A mészégetés pedig bomlási folyamat. Tehát az elnevezés kémiailag helytelen. 4. A mészoltás veszélyes folyamat. Mi teszi veszélyessé? A mészoltás nagy hőfejlődéssel járó exoterm folyamat. Az oltott mész maró hatású. A fejlődő hő hatására rotyog a folyadék, ami balesetveszélyes. Ábrázold grafikonon az energiaváltozásokat! 21. A víz keménysége és a vízlágyítás 1. Mi okozza a víz keménységét? Az oldott kalcium vagy vegyületek. A Pilis hegységben milyen a víz keménysége? Mi ennek az oka? A Pilis mészkőhegység, ezért az itteni vizek keményvizek. 2. Írd le annak a folyamatnak a reakcióegyenletét, melyben kálciumhidrogénkarbonátot tartalmazó vizet forralunk. Ca(HCO3) 2 = CaCO3 + H2O + CO2 Mi a vízkő összetétele? CaCO3 Miért veszélyes? A kazánokban kazánkőként rakódik le a mészkő. Melegítés közben a kazánkő megrepedhet, a forró kazánfallal érintkező víz gyorsan felforr, amely robbanást okoz. 3. Milyen vegyszerekkel lehet a keményvízből lágyvizet
előállítani? Na2CO3 (szóda) vagy Na3PO4 (trisó) Mi az eljárás lényege? A vízlágyítás lényege, az oldott kalcium- és magnézium-ionokat oldhatatlan vegyületekké alakítjuk. Így eltávolíthatók a vízből. Írj példát egyenlettel! CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl Melyik vízlágyító nem felel meg környezetvédelmi szempontból? Milyen környezetszennyezést okoz? A trisó foszfáttartalma a természetes vizekbe kerülve a vízinövények túlszaporodását, később a növények és állatok pusztulását okozhatja (eutrofizáció). 4. Magyarázd el, hogyan működik az ioncserélő oszlop! Anyaga szilikát, ennek térhálós szerkezetébe nátrium-ionokat építenek be. Ezen az oszlopon folyatják át a keményvizet, melynek kalcium- és magnéziumionjai nátrium- ionokra cserélődnek. Az oszlopból kifolyó víz már lágyvíz. Előállítható-e ioncserélővel desztillált víz? Igen, ha a keményvíz kationjait hidrogén-ionokra, anionjait hidroxid-ionokra cserélik ki. 22. Az alumínium . 1. Mi védi az alumíniumot a korróziótól? Összefüggő oxidréteg. Hogyan valósítják ezt meg a gyakorlatban? Elektromos árammal vastagítják. Mi az eljárás neve? Eloxálás. 2. Mivel bontható meg az alumínium oxidrétege? Nátrium-hidroxidban való forralással, HgCl2 oldatban való oldás, vagy mechanikusan (dörzspapír) Mi az összefüggés az alábbiak között: gyorségés, alumínium oxidációja, szakállt növeszt, lassú égés, exoterm reakció, szikrázva ég? Készíts táblázatot! ALUMINIUM OXIDÁCIÓJA LASSÚ ÉGÉS GYORS ÉGÉS SZAKÁLLT NÖVESZT SZIKRÁZVA ÉG EXOTERM FOLYAMAT 3. Miért kell az alumíniumedényekkel óvatosan bánnunk? Írd le a megfelelő egyenletet! 2Al + 6H2O = Al(OH)3 + H2 A védőréteg megsérülhet, így az a víz reakcióba léphet az edény anyagával. 4. Hogyan bizonyíthatod, hogy az alumínium amfoter elem? Egyenletet is írj! Az alumínium savban és lúgban is oldódik (amfoter elem). Savban: 2Al + 6HCl = AlCl3 + 3H2 Lúgban: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
23. A vas 1. Sorold fel a vas fizikai tulajdonságait! Szürkésfehér, szilárd, rugalmatlan nehézfém, az elektromosságot és a hőt jól vezeti, mágnesezhető. Milyen körülmények között alakul ki a felületén a rozsda? Nedves levegőn rozsdásodik (víz + oxigén) 2. Kémiai jelekkel írd le az Fe2+, illetve az Fe3+ ion kialakulását vasatomból! Milyen színű az Fe2+, illetve az Fe3+ iont tartalmazó anyag? Fe = Fe2+ + 2eFe = Fe3+ + 3e3. Vasat oldunk színtelen, szúrós szagú (A) folyadékban. Gázfejlődés (B) közben zöld színű (C) anyag keletkezik. Ebbe az oldatban sárgászöld színű gázt (D) vezetünk, az oldat vörösbarna színűre (E) változik. Mely anyagokat jelöltük nagybetűkkel? A-HCl, B-H2 C-FeCl2, D-Cl2, E- FeCl3 Írd le a reakcióegyenleteket! Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 Milyen szer volt a reakcióban az (A) anyag, illetve a (D) anyag? Mindkettő oxidálószer. 4. 40 g vas hány g 15%-os sósavval egyesül maradék nélkül? Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 1mol 2mol 56 g 2x36,5 g 40 g Xg X = 40x71/ 56 = 52 g sósav Kérdés: az 52 g sósav hány g oldat 15%-a? 100:15 = X:52 X= 100x52/15 = 346 g Tehát 346 g 15 sósavval lép reakcióba maradék nélkül. Hány g FeCl2 keletkezik? 1mol Fe-ból 1mol FeCl2 keletkezik 56 g 127 g 40 g Xg X = 40x127/56 = 90,7 g FeCl2 keletkezik 24. Az alumínium gyártása 1. Miből állítják elő az alumíniumot? Bauxitból. Mit tartalmaz az alumínium érce? Al2O3 és Fe2O3 Hány lépésből áll az alumíniumgyártás? Sorold fel ezeket a lépéseket! 2 lépés: timföldgyártás és timföld-elektrolízis 2. Hogyan nyerik ki az alumínium ércéből az alumínium-oxidot? Mi a kémiai alapja ennek az eljárásnak? A bauxitot nátrium-hidroxidban oldják. Az eljárás alapja az alumínium amfoter jellege (az alumínium-oxid oldódik lúgban, a vas-oxid nem)
3. Miért kell olvadékot előállítani az elektrolízishez? A reakcióhoz szabadon mozgó alumínium- és oxid-ionok kellenek. Mi a szerepe a kriolitnak az olvadék előállításában? A kriolit alacsony hőmérsékleten olvad, ebben az olvadékban a timföld feloldódik és szétesik ionjaira. Milyen kémiai reakciótípus az alumínium elektrolízise? Redoxi-reakció. 4. Mi az anyaga az elektródoknak? Szén Írd le a katódfolyamatot! Al3+ + 3e- = Al Milyen típusú reakció ez részecskeátmenet szerint? Redukció Írd le az anódfolyamatot! 2O2- = O2 + 4e- Milyen típusú reakció ez részecskeátmenet szerint? Oxidáció Mi az oxidálószer és a redukálószer? Az oxidálószer az anód, a redukálószer a katód. 25. A vasgyártás 1. Mi a szerepe a következő anyagoknak a vasgyártás során? koksz, salakképző anyagok, levegő A koksz redukálószer, ebből keletkezik a szén-monoxid. A salakképző anyagok salakká olvasztják a vasérc meddő kőzetét. A nyersvas felületén a salak összegyűlve elválasztja a levegőtől. Így megakadályozza a visszaalakulást. A levegő pedig a redukálószer képződéshez és a kohó felfűtéséhez kell. Hány lépésből áll a vasgyártás? Egy 2. Mi a redukálószer a vasgyártás során? Az izzó szén és a szén-monoxid. Mi a vasgyártás végterméke? Milyen tulajdonságai vannak? Nyersvas, amely 3-4% szenet tartalmaz, ezért rideg, törékeny. 3. Mi az acél? 1,7%-nál kisebb széntartalmú vas szén ötvözet. Melyik kémiai reakció játszódik le előállítása során? Égés. Hogyan működik a konverter? A konverterbe a nyersvashoz nagy nyomású oxigént fúvatnak be, az olvadt nyersvasból kiég a széntartalom. 4. Hasonlítsd össze az alumíniumgyártást és a vasgyártást! Gyűjtsd össze a hasonlóságokat és a különbségeket! Különbségek: Alumíniumgyártás Vasgyártás Alapanyag Bauxit Vasércek Lépései Timföldgyártás Redukció Timföld elektrolízis Berendezés Alumíniumkohó Nagyolvasztó Segédanyagok Kriolit Koksz, salakképző anyagok Melléktermék Szén-dioxid Torokgáz, salak Végtermék Alumínium Nyersvas
Redukálószer Elektromos áram Izzó szén és szén-monoxid Hasonlóság: előállításuk, vegyületeikből redukcióval. 26. Nemesfémek, színesfémek, nehézfémek 1. Mely elemek tartoznak a nemesfémek közé? Arany, ezüst, platina. Miben oldódik az arany? Királyvíz: salétromsav és sósav (1:3) arányú elegye. Hány karátos a színarany? 24 2. Miért kell levenni az ezüstékszert, ha kén-hidrogén tartalmú fürdőbe megyünk? Az ezüst reakcióba lép a kén-hidrogénnel, és fekete ezüstszulfid keletkezik. Hogyan lehet kivonni az ezüstöt az arany-ezüst ötvözetből? Salétromsavba helyezzük, az ezüstöt oldja, az aranyat nem. 3. Melyik elemből készítik az elektromos vezetékeket? Miért ebből? Vörösrézből, mert jól vezeti az áramot. Milyen színű az elemi réz? Vörös. Mi a patina? A réz felületén oxigén, szén-dioxid és víz hatására kialakuló zöld színű védőréteg. Mely elemek ötvözete a sárgaréz? Réz és cink. 4. Írd le az ezüst és kén-hidrogén reakcióegyenletét! 2Ag + H2 S = Ag2 S + H2 Melyik anyag oxidálódott ezüst, melyik redukálódott kénhidrogén? Melyik az oxidálószer kénhidrogén, melyik a redukálószer ezüst? IV. HÉTKÖZNAPI KÉMIA 27. Tápanyagok 1. Sorold fel a tápanyagainkat! Szénhidrátok, fehérjék, zsírok. Melyik elemből épülnek fel a szénhidrátok? Hidrogénből, oxigénből, szénből. 2. Miből állnak a zsírok? Zsírsavakból és glicerinből. Miért oldódik az olaj benzinben, és miért nem oldódik vízben? A zsírok, olajok apoláros vegyületek, így az apoláros benzinben oldódnak, a poláros vízben nem. 3. Mire utal a szénhidrátok neve? Az oxigén és hidrogén arányából régen – tévesen – úgy gondolták, hogy a szén és víz vegyületei. Melyik folyamatban keletkezik? Írd le a folyamatot! Fotoszintézis: 6CO2 + 6H2 O = C6H12O6 + 6O2 Csoportosítsd a következő szénhidrátokat: szőlőcukor, cellulóz, keményítő, répacukor! Egyszerű: szőlőcukor; összetett: cellulóz, keményítő, répacukor
Hogyan oldódnak ezek vízben? A szőlő- és répacukor jól, a keményítő meleg vízben, a cellulóz pedig sehogy. Hogyan mutatható ki a keményítő (lásd tk. 29. o.)? Jód oldat (lugol) kék hatására kék színváltozást mutat. 4. Miből alakulnak ki a fehérjék? Aminosavakból. Hányféle aminosavból épülnek fel az élő szervezetek fehérjéi? 20. Hogyan viselkednek a fehérjék melegítés hatására? Kicsapódnak. Miért veszélyes, ha nehézfémsó kerül a szervezetbe? A szervezet fehérjéit kicsapják. A folyamat visszafordíthatatlan, tehát a fehérjék alkalmatlanná válnak feladatuk elvégzésére (mérgezés). 28. Építőanyagok 1. Miből és hogyan készül a vályogtégla agyag + törek, napon szárítva, a tégla és a cserép agyagból, szárítás után 1000 0C-on kiégetve? 2. Mi a habarcs? Oltott mész + homok pépes keveréke. Miben különbözik a vakolat a habarcstól? A vakolat habarcs és cement vagy kőpor keveréke. Mit jelent a fal „izzadása” kifejezés? A vakolat oltott mész tartalma a levegőből szén-dioxidot vesz fel és mészkővé alakul. Eközben víz csapódik ki a falra. 3. Írd le a fal „izzadása” során lejátszódó folyamat egyenletét! Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Hogyan segítik elő ezt a folyamatot az építkezéseken? Vaskosárban kokszot égetnek. A fejlődő szén-dioxid a mészkő kialakulását, a hő a fal száradását segíti elő. 4. A mészkőből kiindulva írd le azoknak a reakcióknak az egyenletét, amelyek során az oltott mészhez jutunk! Melyik a bomlás , melyik a savbázis reakció? CaCO3 = CaO + CO2 CaO + H2O = Ca(OH)2 bomlás sav-bázis reakció 29. Porcelán, finomkerámia, üveg 1. Mik a porcelán alapanyagai? Kaolin és kvarchomok. Hogyan készül a fehéráru, és mit jelent ez a kifejezés? A kaolinmasszából készült tárgyakat kiégetik, mázzal való bevonás után újra kiégetik. Ez a fehéráru. 2. Magyarországon hol készítenek porcelánt? Hollóháza, Herend, Pécs. Miről ismerhető fel a Zsolnay porcelán? Fémesen csillogó. Mi az anyaga? Eozin, ettől fémes színű: vörös arany vagy zöld arany
3. Mi a kvarcüveg? Mik az előnyei, ezért mire használják fel? A kvarcüveg tulajdonképpen a megolvasztott, majd gyorsan lehűtött szilícium-dioxid. Igen kicsi hőtágulású, ezért hőálló laboratóriumi edények előállítására alkalmas. 4. Az üvegházakban az üveg melyik tulajdonságát használják fel? Az üveg fényáteresztő és hőszigetelő. A napfényt átereszti, a talajból sugárzó hőt nem. Mi a neve ennek a jelenségnek? Üvegházhatás. A Földön mi okozza ugyanezt a hatást? Szén-dioxid, metán, vízgőz. 30. Műanyagok 1. Hogyan csoportosítjuk a műanyagokat eredetük szerint? Természetes és mesterséges eredetű. 2. Sorold fel a természetes eredetű műanyagokat! Gumi, celluloid, celofán viszkóz. Miből készül a gumi? Kaucsukból. 3. Mi történik a vulkanizálás során? Milyen tulajdonságú lesz ettől a gumi? A kaucsukot kénnel melegítik. A folyamat során a kaucsukszálak között kénhidak alakulnak ki. Ennek következtében rugalmas anyag alakul ki. 4. Írj két példát hőre keményedő műanyagra! Bakelit, aminoplaszt. Mi az alapja ennek a tulajdonságnak? A hőre keményedés alapja, hogy a molekulák között térhálós szerkezet alakul ki. Miért szilárdulnak meg gyorsan a kétkomponensű ragasztók? A komponensek molekulái között gyorsan kialakul a térhálós szerkezet.
