MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA – FELADATMEGOLDÓ VERSENY JAVÍTÓKULCS Elérhető összes pontszám: 105 pont 1.) Elmondom eredetem! (13 pont) A ma ismert kémiai elemek nevei származásukat tekintve nagy változatosságot mutatnak; többek között égitestektől származó, mitológiai eredetű, ásványoktól/ércektől származó, színekre, illetve tulajdonságokra visszavezethető, személynevekből alkotott, valamint konstruált nevek alapján neveztek el egy adott elemet. Az alábbiakban kémiai elemek nevére utaló jellemzők vannak felsorolva. Írd a megfelelő kifejezések mellé az adott elem nevét!
az elsőként felfedezett kisbolygóról nevezték el ezt az 1803-ban felfedezett elemet: CÉRIUM
a latin föld kifejezésből ered az elnevezése: TELLÚR
a német ördög szó alapján kapta nevét: NIKKEL
nevét a görög idegen kifejezés alapján kapta: XENON
a háború norvég istenének neve alapján lett elnevezve: TÓRIUM
a latin timsó kifejezés alapján nevezték el: ALUMÍNIUM
neve a görög szivárvány szóból ered: IRÍDIUM
neve szóösszevonásból ered, görögül fényhordozót jelent: FOSZFOR
Hevesy György fedezte fel, amely Koppenhága latin neve alapján lett elnevezve: HAFNIUM
a Curie házaspár tiszteletére kapta a nevét: KŰRIUM
a perzsa kő vagy a német tüske szóból is eredhet az elnevezése: CINK
neve görög szavak összevonásából ered, jelentése salétromképző: NITROGÉN
neve görög eredetű, jelentése rejtett: KRIPTON
2.) A mágikus hetes (21 pont) Az ókorban a hetes számnak több szempontból is nagy jelentőséget tulajdonítottak: hét fémet, illetve hét égitestet ismertek, emellett hétnapos egységekkel (is) mérték az idő múlását. Így nem meglepő, hogy a fémeket és a napokat megfeleltették az égitesteknek, és azokat egy-egy szimbólummal ábrázolták. Keresd meg, hogy az alábbi táblázatban feltüntetett szimbólumok melyik fémnek, égitestnek, illetve a hét melyik napjának felelnek meg, majd válaszaidat írd a táblázat megfelelő helyére! SZIMBÓLUM* FÉM NEVE ÉGITEST NAP
ARANY NAP VASÁRNAP
EZÜST HOLD HÉTFŐ
VAS MARS KEDD
HIGANY MERKÚR SZERDA
*Forrás: www.chemonet.hu 1
ÓN JUPITER CSÜTÖRTÖK
RÉZ VÉNUSZ PÉNTEK
ÓLOM SZATURNUSZ SZOMBAT
MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA – FELADATMEGOLDÓ VERSENY 3.) Mi mennyi? (9 pont) Számítsd ki az alábbi meghatározások értékeit, és a kapott eredményeket írd a sorok végén a megfelelő helyre! Ezt követően rendezd azokat növekvő sorba, majd annak megfelelően add meg az egyes sorok betűjeleinek helyes sorrendjét! A: 75 g szén anyagmennyisége
6,25 mol
B: a kénatom protonszáma és vegyértékelektron-száma közötti különbség
10
C: a trícium tömegszáma
3
D: a 37Cl neutronjainak száma
20 db
E: 3 . 1022 db magnéziumatom anyagmennyisége
0,05 mol
F: a vasatom elektronjainak száma és rendszáma közötti különbség
0
G: 50 g 24,0 m/m%-os oldathoz ennyi vizet kell önteni, hogy 15,0 m/m%-os legyen
30 g
H: az ón rendszáma
50
A betűk helyes sorrendje: F→E→C→A→B→D→G→H
4.) Két „jóbarát” (15 pont) Kémiai tanulmányaid során többször is tapasztalhatod, hogy matematikai ismeretek nélkül nem tudsz választ adni sok olyan problémajellegű feladatra, amelyek a mindennapi életünkben is fontosak lehetnek. Ezek közé tartoznak például az oldatok összetételével kapcsolatos kérdések. A feladat egyszerű: a két „jóbarát” – vagyis a matematikai és kémiai ismereteid segítségével – válaszold meg az alábbi kérdéseket! Minden választ számítással indokolj!
A.) Hány tömegszázalékos a cukorszirup, ha tömegének 3/40-ed része a cukor? m(o.a.) = 3/40 g
m(o.) = 40/40 g
így a tömeg% képletébe behelyettesítve és matematikailag
helyesen megoldva: m/m% = 300/40, azaz 7,5%. VAGY:
Mivel a tömeg% összefüggése rész-egész viszonyt fejez ki az oldott anyag tömege és az oldat tömege között, ezért 3/40 x 100 = 7,5%. VAGY:
Legyen az oldat 1/40-ed része 1 gramm, így m(o.a.) = 3 g
m(o.) = 40 g
m/m% = 3/40 x 100 = 7,5%.
17/20-ad része a víz?
m(o.sz.) = 17/20 g
m(o.a.) = 3/20 g
m(o.) = 20/20 g
így
a
behelyettesítve és matematikailag helyesen megoldva: m/m% = 300/20, azaz 15%. 2
tömeg%
képletébe
MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA – FELADATMEGOLDÓ VERSENY VAGY:
Legyen az oldat 1/20-ad része 1 gramm, így: m(o.sz.) = 17 g
m(o.a.) = 3 g
m(o.) = 20 g
m/m% = 3/20 x 100 = 15%.
VAGY:
Az oldószer tömege az oldat tömegének 17/20 x100 = 85%-a, így m/m% = 100-85 = 15%.
B.) Hányad része a cukor tömege a cukorszirupénak, ha az 4,0 m/m%-os? A tömeg% jelentése alapján (legegyszerűbb esetben) 100 g oldatban 4 g oldott anyag van, így: m(o.a.)/m(o.) = 4/100 = 1/25 (= 0,04).
Tehát 1/25-öd (vagy 0,04-ed) része.
VAGY:
Legyen m(o.a.) = y g, így a tömeg% képletébe behelyettesítve és matematikailag helyesen megoldva: m(o.) = y/4 x 100 = 25y g.
Tehát m(o.a.)/m(o.) = y/25y =1/25.
C.) Hányad része a víz tömege a cukorszirupénak, ha az 20,0 m/m%-os? A tömeg% jelentése alapján (legegyszerűbb esetben) 100 g oldatban 20 g oldott anyag és 100-20 = 80 g oldószer van, így: m(o.sz.)/m(o.) = 80/100 = 8/10 = 4/5 (= 0,8).
Tehát 8/10-ed // 4/5-öd (vagy 0,8-ad) része.
VAGY:
Legyen m(o.a.) = y g, így a tömeg% képletébe behelyettesítve és matematikailag helyesen megoldva: m(o.) = y/20 x 100 = 5y g. Ezért m(o.sz.) = 5y – y = 4y g.
Tehát m(o.sz.)/m(o.) = 4y/5y =4/5.
D.) Hányad része a cukor tömege a víz tömegének, ha a cukorszirup 10,0 m/m%-os? A tömeg% jelentése alapján (legegyszerűbb esetben) 100 g oldatban 10 g oldott anyag és 100-10 = 90 g oldószer van, így: m(o.a.)/m(o.sz.) = 10/90 = 1/9.
Tehát 1/9-ed része.
VAGY:
Legyen m(o.a.) = y g, így a tömeg% képletébe behelyettesítve és matematikailag helyesen megoldva: m(o.) = y/10 x 100 = 10y g. Ezért m(o.sz.) = 10y – y = 9y g.
!
Tehát m(o.a.)/m(o.sz.) = y/9y =1/9.
Másképpen levezetett, ám lényegileg helyes megoldásmenetek teljes értékű válaszoknak tekintendők!
3
MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA – FELADATMEGOLDÓ VERSENY 5.) Nevem: a vízképző! (17 pont)
!
Ennek a feladatnak a megoldásához nem szükséges elvégezned az alább leírt kísérletet! Alkalmazd a megoldáshoz az elméleti ismereteidet! Amennyiben mégis látni akarod, illetve el szeretnéd végezni, kizárólag kémiatanárod jelenlétében teheted – a megfelelő balesetvédelmi rendszabályok betartásával – a robbanásveszély miatt!
Gázfejlesztő lombikba tegyünk granulált cinket, majd öntsünk rá vízzel 1:1 arányban hígított sósavat. A lombik elvezető csövéhez előzőleg csatlakoztassunk hajlított üvegcsövet, amelynek a másik végét vízzel telt üvegkádba helyezzük. A sav hatására azonnal pezsgés indul meg a lombikban, és az üvegcső végén buborékok jelennek meg a vízben. a.) Melyik gáz állítható elő a leírás alapján? (1 pont) A hidrogén. b.) Milyen színű és szagú a fejlődött gáz? (1 pont) Színtelen és szagtalan. c.) Mire következtethetünk abból, hogy a fejlődött gázbuborékok megjelentek a vízben? Válaszod indokold! (2 pont) A hidrogéngáz nem oldódik vízben, mert apoláris anyag/molekulája apoláris, a víz pedig poláris anyag. (Önmagában a „hasonló a hasonlóban oldódik jól” elv megfogalmazása nem fogadható el indoklásként!) A fejlődő gázt vezessük szappanos vízbe (esetleg folyékony szappant vagy mosogatószert tartalmazó edénybe), és fújjunk vele buborékokat. d.) Hogyan mozognak a keletkezett buborékok? (1 pont) Felfelé szállnak. e.) A gáz melyik fizikai tulajdonságára következtethetünk a fenti tapasztalat alapján? Milyen ennek az értéke a levegőéhez viszonyítva? Válaszod indokold! (1+1+1 pont) A sűrűségére, ami kisebb a levegő sűrűségéhez viszonyítva. (Elvileg hibás, ezért nem fogadható el a könnyebb a levegőtől válasz!) Oka, hogy a hidrogén a legkisebb moláris tömegű gáz (vagy: moláris tömege /14,5-szer/ kisebb, mint a levegő átlagos moláris tömege). A gáz egy részét fogjuk fel szájával lefelé fordított kémcsőben, majd ujjunkkal fogjuk be a kémcső nyílását. Ezután fordítsuk meg a kémcsövet, majd ujjunkat elvéve tartsunk a szájához égő gyújtópálcát! f.) Mit tapasztalunk az égő gyújtópálca hatására? (1 pont) Éles/sivító/robbanó/pukkanó hang hallatszik (emellett a kémcső belseje bepárásodik//a kémcső fala felmelegedik). 4
MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA – FELADATMEGOLDÓ VERSENY g.) Mi a jelenség magyarázata? (2 pont) A hidrogén az oxigéngázzal/a levegő oxigénjével robbanó elegyet/durranógázt képez, ami az égő gyújtópálca hatására robbanásszerű hevességgel reagál. h.) A vizsgált gáz mely kémiai tulajdonságát igazolja a kísérlet? (1 pont) A hidrogén éghető gáz. i.) Melyik anyag keletkezik a leírt folyamatban? Hogyan igazolnánk ezt (⇢ egy egyszerű megfigyelésre gondolj!)? (1+1 pont) Víz/dihidrogén-oxid. A kémcső fala bepárásodik a lecsapódó vízgőz miatt. j.) Hogy nevezzük a kérdéses gázból és a levegő oxigénjéből keletkező gázelegyet? (1 pont) Durranógáz. k.) Mire használják a vizsgált jelenséget? (1 pont) A fejlesztett hidrogéngáz tisztaságának ellenőrzésére. l.) Milyen, a szóban forgó gázzal kapcsolatba hozható katasztrófa történt 1937-ben? (1 pont) A Hindenburg léghajó – amely hidrogéngázzal volt töltve – felrobbant.
6.) Az „ABC-kód” (15 pont)
!
Ennek a feladatnak a megoldásához szükséged lesz a teljes magyar ábécére, amelyben az egymást követő betűk egy-egy számnak felelnek meg növekvő sorrendben!
Az alábbi táblázat soraiban egy-egy kémiai kifejezés van elrejtve oly módon, hogy a betűit az ábécé betűinek megfeleltetett számok helyettesítik. Például: 15.
24.
22.
=
I
O
N
Fejtsd meg a kódot, majd a megfelelő kifejezéseket írd be a második táblázat megfelelő soraiba! 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
9. 30. 22. 14. 32. 39. 26. 11. 9. 15. 24. 18.
13. 9. 9. 1. 35. 9. 22. 10. 19. 22. 41. 1.
9. 6. 35. 19. 3. 13. 13. 21. 9. 6. 15. 33.
31. 35. 33. 21. 19. 37. 35. 30. 18. 15. 6. 1.
37. 18. 30. 1. 15. 19. 19. 2. 33. 18. 2. 19.
19. 4. 24. 43. 21. 9. 19. 5. 30. 2. 19. 15.
10. 15. 22. 2. 2. 33. 1.
31. 25.
24. 33. 25. 43.
19. 4.
19. 15.
1. 25.
28.
6.
2.
31.
22. 24. 32. 2.
14. 30. 9. 33.
10.
17.
30. 24.
30.
5
24.
33.
MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA – FELADATMEGOLDÓ VERSENY 13. 14. 15.
33. 39. 1.
26. 16. 19.
21. 43. 19.
9. 18. 24.
12. 9. 33.
32. 21. 30.
2. 10. 25.
21. 23. 28.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
E R N H SZ V Ö F E I O K T V A
GY E E A U E N É L N X A Ö Í L
E D U L B GY GY M E D I T M Z L
S U T M L Ü U R K I D A E K O
Ü K R A I L L Á T K Á L G E T
L C O Z M E L CS R Á L I SZ M R
É I N Á Á T A
S Ó
O T Ó Z Á É Ó
31. 15.
10. 1.
12.
L C
L I
A Ó
P
D
Á
S
N O SZ Á M NY P
H R E T
É
J
R O
R
S I
É A
O
T
G
7.) Szókereső (15 pont) Hurrá! Elérkeztél az utolsó feladathoz. Fejtsd meg levezetésként a következő rejtvényt! Feladatod az, hogy az előző feladatban kapott kifejezéseket megkeresd a következő oldalon található táblázatban, és ott jól láthatóan megjelöld azokat! Segítségképp annyit elárulok, hogy a keresett kifejezések betűi – a tavalyihoz képest nehezítetten – fentről lefelé, lentről felfelé, jobbról balra, balról jobbra, illetve átlósan fentről lefelé balra vagy jobbra követhetik egymást!
6
