Ú středníkomise Chemické olympiády
42. roč ník 2005 – 2006
ŠKOLNÍ KOLO Kategorie D AUTORSKÁ ŘEŠENÍ A HODNOCENÍ SOUTĚŽNÍCH Ú LOH
Národníinstitut dě tía mládeže Ministerstva školství, mládeže a tě lovýchovy
Ú středníkomise Chemické olympiády
42. roč ník 2005 – 2006
ŠKOLNÍ KOLO Kategorie D AUTORSKÁ ŘEŠENÍ A HODNOCENÍ SOUTĚŽNÍCH Ú LOH
Národníinstitut dě tía mládeže Ministerstva školství, mládeže a tě lovýchovy
©
Kolektiv autorů 42. roční ku Chemické olympiá dy NIDM MŠ MT Č R
ISBN: 80-86784-23-1
Ř ešeníškolní ho kola ChO kat. D 2005/2006
KATEGORIE D Autoř i:
RNDr. Aleš Mareček, CSc. Přírodovědecká fakulta Masarykovy Univerzity, Brno RNDr. Jaroslav Honza, CSc. Gymná zium Ví deňská , Brno
Recenzenti:
PhDr. Jiří Š koda, Ph.D. Pedagogická fakulta UJEP, Ú stí nad Labem, katedra chemie RNDr. Vladimí r Vít Gymná zium Ostrov
TEORETICKÁ Č Á ST (60 bodů) Ú loha 1
16 bodů
1. A: dusí k – N; B: kyslí k – O; C: vodí k – H 2. AC3: amoniak – NH3; AB: oxid dusnatý – NO; AB2: oxid dusičitý – NO2; C2B: voda – H2O; CAB3: kyselina dusičná – HNO3 Za kaž dý správně určený prvek nebo sloučeninu (značka, vzorec nebo název) 1 bod, celkem 8 bodů 3. Chemické rovnice: N2 + 3 H2 ¾® 2 NH3 4 NH3 + 5 O2 ¾® 4 NO + 6 H2O 2 NO + O2 ¾® 2 NO2 3 NO2 + H2O ¾® 2 HNO3 + NO Za kaž dou správně uvedenou a vyčíslenou rovnici 2 body, celkem 8 bodů Ú loha 2 Doplňovač ka
11 bodů 1.
A
M O
N
I
A
K
F
O
S
F
A
N
A
P
A
T
I
L
M
I
A
K
S
U
L
F
A
N
P
Y
R
I
T
Z
n
S
V
Á
P
N
Í
K
I
T
R
I
O
L
S
O
2
O
R
2. 3. 4.
S
A
5. 6. 7. 8. 9.
V
10. 11.
F
O
S
F
T
Za kaž dý správně doplně ný řádek 1 bod, celkem 11 bodů 3
Ř ešeníškolní ho kola ChO kat. D 2005/2006
Ú loha 3
12 bodů
A)
a) thiosí ran sodný d) disulfan
b) tetrathionan sodný c) kyselina disírová e) dusitan sodný f) hydrazin
B)
a) Ba(NO3)2 d) N2O5
b) Na2SO3 e) KNH2
c) PbS f) CuSO4.5H2O
Za kaž dý správně uvedený název (v bodě A) i vzorec (v bodě B) 1 bod, celkem 12 bodů Ú loha 4
6 bodů
Ba(NO3)2 + SO42– ¾® BaSO4 + 2 NO3– 96,0576 g … … … 233,3976 g xg … … … 1,4590 g — — — — — — — — — — — — — – x = 0,6005 g V 1 dm3 bude obsaženo 4 × 0,6005 = 2,4020 g síranových iontů . Za správně uvedenou rovnici 2 body, za správný výpočet 4 body, celkem 6 bodů Ú loha 5
15 bodů
1. a) ethanol, b) trikarbid tetrahliní ku, c) jodmethan, d) octan sodný, e) benzoan sodný Uznat i jiný správný název, za kaž dý správně uvedený název 1 bod, celkem 5 bodů 2. Rovnice: Al4C3 + 12 H2O ¾® 3 CH4 + 4 Al(OH)3 2 CH3I + 2 Na ¾® CH3CH3 + 2 NaI CH3CH2OH + H2SO4 ¾® CH3CH2OSO3H + H2O H3CH2OSO3H ¾® CH2=CH2 + H2SO4 H2SO4
Uznat i toto řešení : CH3CH2OH
D
COONa + NaOH
CH2=CH2 + H2O + Na2CO3
H3COONa + HCl ¾® CH3COOH + NaCl Za kaž dou správně uvedenou rovnici 2 body (ke kaž dému bodu uznat pouze jednu rovnici), celkem nejvýše 10 bodů
4
Ř ešeníškolní ho kola ChO kat. D 2005/2006
PRAKTICKÁ Č Á ST (40 bodů) Ú loha 1 Dělení směsi pentahydrá tu síranu měď natého a uhlič itanu vá penatého Výpočet:
40 bodů
(hmotnost CaCO 3 ) ×100 = ........ % 10
(hmotnost CuSO 4 .5H 2 O ) ×100 = ........ % 10
Výpočet procentového obsahu – za kaž dý výpočet 3 body, celkem 6 bodů 1. CuSO4.5H2O, CaCO3
Za kaž dý vzorec 2 body, celkem 4 body
2. Nerozpustný podí l v dělené směsi byl uhličitan vápenatý.
3 body
3. SO42– + Ba2+ ¾® BaSO4¯ CuSO4 + BaCl2 ¾® BaSO4¯ + CuCl2 Uznat oba způ soby zápisu (v případě uvedení obou bodovat jen jednu rovnici), 4 body 4. Sklá daný filtr má větší povrch nežfiltr hladký. Filtrovaná soustava je proto ve styku s větší filtrační plochou a filtrace probí há rychleji. 3 body Práce v laboratoři nejvýše 12 bodů , hodnotí se: a) b) c) d)
jak studenti umí složit sklá daný filtr mají -li stonek ná levky opřen o stěnu ká dinky, aby filtrá t stékal po stěně a nekapal jestli nalévají filtrovanou soustavu na filtr po tyčince převá dějí -li pevný podí l na filtr kvantitativně
4 body 3 body 2 body 3 body
Výtě ž ky (dohromady za 8 bodů ): uhličitan vá penatý
45 % a více procent pů vodní 40 % a více procent pů vodní 30 % a více procent pů vodní 20 % a více procent pů vodní méně než20 %
navá žky navá žky navá žky navá žky
4 body 3 body 2 body 1 bod 0 bodů
pentahydrá t sí ranu měďnatého
35 % a více procent pů vodní 25 % a více procent pů vodní 20 % a více procent pů vodní 15 % a více procent pů vodní méně než15 %
navá žky navá žky navá žky navá žky
4 body 3 body 2 bod 1 bod 0 bodů
5
Ř ešeníškolní ho kola ChO kat. D 2005/2006
POKYNY PRO PŘ ÍPRAVU PRAKTICKÉ Č Á STI: Vzorek a chemikálie: · · · ·
20 g směsi pentahydrá tu síranu měďnatého a uhličitanu vá penatého směs by měla být namí chá na v hmotnostním poměru 1:1 (tedy pro jednoho soutěžícího 10 g CuSO4.5H2O a 10 g CaCO3) 50 ml ethanolu destilovaná voda
· · · · · · · ·
ká dinky o objemu 250 cm3 3 kusy odměrný vá lec 50 cm3 1 kus skleněná tyčinka 1 kus střička 1 kus skleněná ná levka 1 kus hodinové sklo 2 kusy filtrační papí r rychlovarná konvice s destilovanou vodou a teploměrem
Pomů cky:
6
Kontrolnítest školní ho kola ChO kat. D 2005/2006
KONTROLNÍTEST Š KOLNÍHO KOLA KATEGORIE D Č asová ná ročnost:
60 minut
Ú loha 1
6 bodů
Vyberte sprá vné výroky: a) Oxid siřičitý má vyšší hustotu nežvzduch. b) Hoření m sí ry na vzduchu vzniká oxid sírový. c) Oxid siřičitý patří mezi kyselinotvorné oxidy. d) Oxid siřičitý je možné připravit reakcí koncentrované kyseliny sírové s mědí. e) Plastická sí ra je tvořena osmiatomovými molekulami. f) Kyselina sirovodí ková tvoří pouze jednu řadu solí.
Ú loha 2
11 bodů
Zavá dění m dvou plynných sloučenin sí ry, označme je I a II, do vlažné vody došlo k vylučová ní sí ry, Dalším produktem reakce byla voda (R1). Povězme si něco o obou sloučeniná ch:
Slouč enina I je prudce jedovatý plyn, který se vyznačuje nepříjemným zá pachem. Její roztok ve vodě je slabou kyselinou, která poskytuje s olovnatými ionty černou sraženinu (R2). Sloučenina I hoří za vzniku sloučeniny II a vody (R3). Slouč enina
II
je
bezbarvý jedovatý a
snadno
zkapalnitelný plyn. Není hořlavý ani nepodporuje hoření . Ve většině reakcí vystupuje jako redukční činidlo, ale mů že například v reakci (R1) vystupovat i jako činidlo oxidační. Sloučeninu II lze získat pražením pyritu na vzduchu (R4). Napište: 1. vzorce a ná zvy sloučenin I a II 2. vzorec a chemický ná zev pyritu 3. chemické rovnice (R1 – R4) všech reakcí popsaných v zadá ní
7
Kontrolnítest školní ho kola ChO kat. D 2005/2006
Ú loha 3
9 bodů
Dusičnan sodný mů že sloužit jako zdroj kyslíku. 1. Napište chemickou rovnici jeho termického rozkladu při teplotě 550 °C. 2. Napište také rovnici popisují cí hoření síry. 3. Vypočí tejte, kolik dusičnanu sodného se musí rozložit, aby vznikl kyslík nutný pro přípravu 20 dm3 oxidu siřičitého spalová ní m síry (objem vzniklého oxidu siřičitého počítejte pro normá lní podmí nky). Mr(NaNO3) = 85
9 bodů
Ú loha 4 Methan i ethyn jsou hořlavé lá tky. 1. Napište rovnice jejich hoření (za dostatečného přístupu kyslíku).
2. Zjistěte, v jakém poměru budou objemy produktů hoření obou lá tek za předpokladu, že budou spá leny stejné objemy obou uhlovodíků . Výchozí lá tky i všechny produkty, které hoření m vzniknou, budou plynné a jejich objemy budeme měřit za stejných podmínek (teploty a tlaku). 3. Která z uvedených reakcí je ná ročnější na spotřebu kyslíku vztaženou na 1 mol uhlovodíku?
8
Kontrolnítest školní ho kola ChO kat. D 2005/2006
Ř EŠ ENÍKONTROLNÍHO TESTU Š KOLNÍHO KOLA
Ú loha 1
6 bodů
Sprá vné výroky: a, c, d Za kaž dý správně vybraný výrok 2 body, za kaž dý chybně vybraný výrok 2 body odečíst. Celkem nejvýše 6 bodů , nejméně 0 bodů
Ú loha 2
11 bodů
1. I: H2S – sulfan, II: SO2 – oxid siřičitý 2. FeS2 – disulfid železnatý Za kaž dý vzorec a název 0,5 bodu, celkem 3 body 3. Chemické rovnice: R1: 2 H2S + SO2 ¾® 3 S + 2 H2O R2: Pb2+ + H2S ¾® PbS + 2 H+ R3: 2 H2S + 3 O2 ¾® 2 SO2 + 2 H2O R4: 4 FeS2 + 11 O2 ¾® 2 Fe2O3 + 8 SO2 Za kaž dou správně napsanou vyčíslenou rovnici 2 body, za nevyčíslenou 1 bod, celkem 8 bodů
9 bodů
Ú loha 3 1. 2 NaNO3 ¾® 2 NaNO2 + O2 2. S + O2 ¾® SO2
Vyčíslenárovnice 2 body, celkem 4 body 3. Z rovnic plyne: 2 NaNO3 2 × 85 g x — — — — — — x
… … … … … … … … … … … … — — — — — = 151,8 g
SO2 22,4 dm3 20,0 dm3 — – Za správný výpočet 5 bodů
9
Kontrolnítest školní ho kola ChO kat. D 2005/2006
Ú loha 4
9 bodů
1. CH4 + 2 O2 ¾® CO2 + 2 H2O 2 C2H2 + 5 O2 ¾® 4 CO2 + 2 H2O Za kaž dou správně vyčíslenou rovnici 2 body, za nevyčíslenou 1 bod, celkem 4 body 2. Na jeden objem spá leného methanu vzniknou 3 objemy plynných produktů , na jeden objem spá leného ethynu vzniknou také 3 objemy plynných produktů . Poměr objemů je tedy 1:1. Za správnou úvahu a určení pomě ru 4 body 3. Na spotřebu kyslí ku je ná ročnější hoření ethynu. Za určení uhlovodíku náročně jšího na spotřebu kyslíku 1 bod
10
Korespondenč níSeminář Inspirovaný Chemickou Tematikou
☺
Poznáte chemii jinak než jen jako vzoreč ky, reakce, výpoč ty a pouč ky. Zjistí te, ž e chemie mů ž e být i zábava.
☺
Dozví te se mnoho zají mavostí z rů zných chemických oborů . Korespondenč níSeminář Inspirovaný Seznámí te se s partou lidí , kteříTematikou majíchemii Chemickou stejně rádi jako Vy.
☺ ☺
KSICHT, to jsou netradič ní úlohy, hří č ky i úkoly k zamyšlení , výlety a soustředění plné přednášek, laboratoří , exkurzí , ale hlavně legrace a dobré pohody.
☺
A pro ty nejlepší z Vás máme připraveny hodnotné ceny!
Zaujal Vás náš seminář? Řekněte si o něj u svého vyuč ují cí ho chemie nebo si ho stáhněte na našich stránkách HTTP://KSICHT.IGLU.CZ První série zač íná v ř íjnu
[email protected]
Š kolníkolo ChO kat. D 2005/2006
Poznámky:
12
Chemická olympiáda 2. č ást Autorská řešenísoutěž ních úloh školního kola kategorie D 42. roč ník – 2005/2006 Autoři kategorie D:
RNDr. Aleš Mareč ek, CSc., RNDr. Jaroslav Honza, CSc.
Odborná recenze:
PhDr. JiříŠ koda, Ph.D.
Pedagogická recenze:
RNDr. Vladimír Vít
Redakce:
Mgr. Petr Holzhauser
Vydal:
Národníinstitut dětía mládež e MŠ MT ČR – 3 200 ks
ISBN:
80-86784-23-1
