V. ANYAGSZERKEZET (Középszint) V. 1–2. FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK 0 0 1 2
C B
1 B C B
2 D A A
3 D C D
4 A C B
5 C D D
6 B C A
7 B A
8 A C
9 B A
V. 3. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Vegyületek összehasonlítása CO2
NH3
SO2
A molekula - σ-kötéseinek száma:
27. 2
28. 3
29. 2
- π-kötéseinek száma:
30. 2
31. 0
32. 2
- nemkötő e-párjainak száma:
33. 4
34. 1
35. 5
- alakja:
36. lineáris
37. trigonális piramis
38. V-alakú
- polaritása:
39. apoláris
40. dipólus
41. dipólus
A központi atom vegyértéke:
42. 4
43. 3
44. 4
A vegyület szilárd halmazát összetartó legerősebb kölcsönhatás:
45. diszperziós kh.
46. hidrogénkötés
47. dipólusdipólus kh.
Elemek összehasonlítása Az elem megnevezése
48. kálium
49. szén
50. klór
Kristályrácsának típusa
51. fém-
52. atom(gyémánt)
53. molekula-
A rácsösszetartó erő
54. fémes kötés
55. kovalens kötés (gyémánt)
56. diszperziós kh.
Melyik közülük a legmagasabb olvadáspontú?
57. szén
Melyik jó elektromos- és hővezető közülük?
58. kálium
Melyik közülük a legalacsonyabb forráspontú?
59. klór
Standardállapotban a halmazában működő kötőerő(k)
61. 60. fémes kötés kovalens kötés (gyémánt)
Vegyértékelektronok
62. kovalens kötés
Kémiai részecskék összehasonlítása Kémiai jel
N(p+)
N(e–)
Párosítatlan elektronok
Atommagok száma
térbeli elrendeződése
63. Ca2+
64. 0
-----------------------------
65. NH4+
66. 0
67. tetraéderes
68. Mg
69. 0
-----------------------------
70. pl. N*
71. 7*
72. 7*
-----------------------------
73. 18 74. 18 75. 0 76. 3 77. V-alakú * Bármely helyes válasz elfogadható: pl. P, As stb. és a megfelelő részecskeszám. V. 4. EGYÉB FELADATOK Gázok előállítása a levegőből 78. A gázok kinyerési sorrendje növekvő forráspont szerint történik: neon, nitrogén, argon, oxigén, kripton, xenon. 2 pont 79. A nemesgázok: argon, neon, hélium, kripton, xenon. 1 pont A forráspontjuk a rendszám növekedésével, tehát a hélium, neon, argon, kripton, xenon sorrendben nő, mert az atomtömeg növekedésével az atomok között ható másodrendű kötőerők (diszperziós kötések) nagysága növekszik. 1 pont 10 80. m(N2) = 56 millió tonna = 5,6⋅10 kg n(N2) = m/M = 2,0⋅109 kmol A levegő nitrogéntartalma 78,03 térfogat% = 78,03 mol% A szükséges levegő: 2,0⋅109 kmol / 0,7803 = 2,56⋅109 kmol 3 pont 9 3 10 3 V(levegő) = 2,56⋅10 kmol ⋅ 24,5 m / kmol = 6,3⋅10 m 1 pont m(levegő) = 2,56⋅109 kmol ⋅ 29 kg/kmol = 7,4⋅1010 kg = 7,4⋅107 tonna A teljes levegő tömege: m = 5,0⋅1015 tonna A felhasznált levegő ennek (7,4⋅107 / 5⋅1015) · 100% = 1,5⋅10–6 %-a. 81. A levegő 0,93 térfogat% = 0,93 mol% argont tartalmaz. A fenti levegőmennyiségben: n(Ar) = 2,56⋅109 kmol ⋅ 0,0093 = 2,4⋅107 kmol m(Ar) = 2,4⋅107 kmol ⋅ 40 kg/kmol = 9,6⋅108 kg. 9,6⋅108 kg = 9,6 · 105 tonna > 700 000 tonna. Így a nitrogénhez felhasznált levegőből nyert argon fedezi a szükséges argon mennyiséget.
1 pont 2 pont 1 pont 2 pont 1 pont 15 pont
Holt-tengeri só 82. Képlet
20 0C
50 0C
NaCl
36
37
CaCl2
74,5
136,8
K2SO4
11,1
16,5
KCl
34
42,6
KBr
65,2
80,2
KI
144
168
MgCl2
54,5
59
MgSO4
44,5
50,4
83. A só oldhatóságát telített oldatának összetételével jellemezzük. 84. a) K2SO4 b) NaCl 85. (A példa szövegéből hiányzik, hogy 20 °C-ról van szó.) NaCl-ra: KI-ra: 144 20 36 20 = = 100 200 − x 100 200 − y x = 144,4 g y = 186,1 g 86. b és c 87. MgCl2(sz) = Mg2+(aq) + 2 Cl–(aq)
1 pont 1 pont 2 pont
4 pont 2 pont 2 pont 12 pont
V. 5. SZÁMÍTÁSOK 88. a) M(biotit) = 3⋅M(A) + 39,1 + 27 + 3⋅28 + 10⋅16 + 2⋅17 = 3⋅ M(A) + 344,1 (g/mol) A vegyület 1 mol-jának 82,52 tömeg%-a: m = 344,1 g 17,48 · 344,1 g = 72,9 g = 3 ⋅ M(A) A vegyület 17,48 tömeg%-a: m = 82,52 M(A) = 24,3 g/mol, tehát A = Mg, tehát a képlet KMg3(AlSi3O10)(OH)2
b) Ha Y = Fe3+, akkor 1 mol vegyületben: m(Fe) = 2⋅ 55,8 g = 111,6 g m(X) = 3⋅M(X) = 111,6 g / 1,43 = 78,04 g, M(X) = 26,0 g/mol. Ilyen moláris tömegű elem nincs. Ha Y = Cr3+, akkor1 mol vegyületben m(Cr) = 2⋅52 g = 104 g m(X) = 3⋅M(X) = 104,6 g / 1,43 = 72,73 g, M(X) = 24,2 g/mol, így X = Mg, tehát a képlet Mg3Cr2(SiO4)3.
1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 10 pont
89. a) A moláris tömegek: M(NH4NO3) = 80 g/mol, M(P2O5) = 142 g/mol, M[Ca(H2PO4)2] = 234 g/mol, M(K2O) = 94 g/mol, M(K2SO4) = 174 g/mol V(eredeti oldat) = 100 ml = 100 cm3 – m(eredeti oldat) = 100 cm3 ⋅ 1,15 g/cm3 = 115 g – A benne levő hatóanyag: m(N) = 11,5 g, n(N) = 11,5 / 14 = 0,8214 mol, ez megfelel: 0,8214/2 mol ⋅ 80 g/mol = 32,9 g NH4NO3-nak
2 pont
m(P2O5) = 0,06 · 115 g = 6,90 g, n(P2O5) = 6,90 g / 142 g/mol = 4,86⋅10–2 mol ez megfelel: 4,86⋅10–2 mol ⋅ 234 g/mol = 11,3 g Ca(H2PO4)2-nak
2 pont
m(K2O) = 0,08 · 115 g = 9,20 g, n(K2O) = 9,20 g / 94 g/mol= 9,79⋅10–2 mol ez megfelel: 9,79⋅10–2 mol ⋅ 174 g/mol = 17,0 g K2SO4-nak
2 pont
Az tápoldathoz 32,9 g NH4NO3-ot, 11,3 g Ca(H2PO4)2-ot és 17,0 g K2SO4-ot kell feloldani (115 g – 32,9 g – 11,3 g – 17,0 g = 53,8 g, azaz 53,8 cm3 desztillált vízben). 1 pont
b) Az öntözővíz koncentrációjának megállapítása: 6 ml tápoldatban van: 6 0,8214 · mol = 0,0246 mol NH4NO3, 100 2 6 · 4,86⋅10–2 mol = 2,92 · 10–3 mol Ca(H2PO4)2, 100 6 · 9,79⋅10–2 mol = 5,87 · 10–3 mol K2SO4. 100 A koncentrációk (mivel 2 liter, azaz 2 dm3 az öntözővíz térfogata): c(NH4NO3) = 0,0246 mol/ 2 dm3 = 0,0123 mol/dm3 = 12,3 mmol/dm3, c[Ca(H2PO4)2] = 2,92 · 10–3 mol/ 2 dm3 = 7,4 · 10–4 mol/dm3 = 1,46 mmol/dm3, c[K2SO4] = 5,87 · 10–3 mol/ 2 dm3 = 2,94 · 10–3 mol/dm3 = 2,94 mmol/dm3. 90. a) Mérőhengerrel mérjük ki a tömény sósavat, majd egy 2,00 dm3-es mérőlombikba töltve desztillált vízzel felhígítjuk. b) 5,00 cm3 sósav tömege: m(oldat) = 5,00 cm3 · 1,18 g/cm3 = 5,90 g. ebben a hidrogén-klorid tömege: m(HCl) = 5,90 g · 0,360 = 2,12 g, 2,12 g = 5,81 · 10–2 mol. amelynek anyagmennyisége: n(HCl) = 36,5 g/mol 3 Ennyi HCl lesz a 2,00 dm oldatban is, így a koncentráció: 0,0581 mol c= = 0,0290 mol/dm3. 3 2 dm c) 20,0 cm3 oldatban van: n(HCl) = 0,0200 dm3 · 0,0290 mol/dm3 = 5,80 · 10–4 mol. A NaOH + HCl = NaCl + H2O egyenlet alapján 5,80 · 10–4 mol NaOH semlegesíti.
A NaOH-oldat térfogata: V =
5,80 ⋅ 10 −4 mol n = = 5,80 · 10–3 dm3 = 5,80 cm3. 3 c 0,100 mol/dm
3 pont
3 pont 13 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont
1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 9 pont
91. – 100 cm3 10,0%-os oldat tömege: 95,7 g, amelyben 9,57 g ammónia van. – A végső oldat 20 tömeg%-os, ehhez még x gramm ammóniát használtunk: az oldat tömege (95,7 + x), az oldott anyagé (9,57 + x) lesz. – A keletkező oldat 20,0 tömeg%-os, így: 9,57 + x = 0,200 95,7 + x – Ebből: x = 11,96 (≅12,0) [+ 9,57 g ammónia elvi hiba.] (Más levezetés, például a keverési egyenlet is elfogadható: 95,7 · 10% + x · 100% = (95,7 + x) · 20% → x = 12,0.) – A feloldandó ammóniagáz anyagmennyisége: 12,0 g n(NH3) = = 0,706 mol, g 17,0 mol – a térfogata pedig: V(NH3) = 0,706 mol · 24,5 dm3/mol = 17,3 dm3. – A keletkező oldat tömege: 95,7 g + 12,0 g = 107,7 g, – térfogata pedig: 107,7 g = 116,7 cm 3 . V = g 0,923 cm 3
1 pont 2 pont 1 pont 1 pont
1 pont
1 pont 1 pont 2 pont 10 pont
92. – A reakcióegyenletek: N2 + 3 H2 = 2 NH3 4 NH3 + 5 O2 ⎯katalizátor ⎯⎯⎯→ 4 NO + 6 H2O 2 NO + O2 = 2 NO2 4 NO2 + O2 + 2 H2O
= 4 HNO3 3
1 pont 1 pont 1 pont (már rendezve volt)
a) Avogadro törvénye miatt 5,00 m nitrogénhez – a reakció együtthatói alapján – éppen 15,0 m3 ugyanolyan állapotú hidrogéngáz szükséges. 1 pont 3 b) 5,00 m standardállapotú gáz anyagmennyisége: 5000 dm 3 n( N 2 ) = = 204 ,1 mol 24 , 5 dm 3 / mol - ebből 408,2 mol ammónia képződne, a kitermelés miatt viszont csak: 1 pont 0,95 · 408,2 mol = 387,8 mol ammónia képződik. 1 pont - 387,8 mol ammóniából ugyanennyi mól helyett a kitermelés miatt: 0,9 · 387,8 mol = 349,0 mol NO képződik. 1 pont - Ebből az egyenletek szerint épp ugyanennyi, 349,0 mol salétromsav képződik. 1 pont - Ennek tömege: m(HNO3) = 349,0 mol · 63 g/mol = 21 987 g. 1 pont - Az oldat 70 tömeg%-os: 21 987 g = 31 410 g = 31,4 kg. m(oldat) = 1 pont 0,7 10 pont
VI. ANYAGSZERKEZET (Emelt szint) VI. 1–2. FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK 0 0 1 2
1 B D B
E B
2 B E D
3 C D C
4 B B A
5 E E A
6 C B
7 B D
8 D E
9 D A
VI. 3. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Oxigéntartalmú molekulák összehasonlítása A molekula képlete
26. H2O
27. CO2
28. SO2
Pi-kötések száma a molekulában
29. 0
30. 2
31. 2
Nemkötő elektronpárok száma a molekulában
32. 2
33. 4
A molekula alakja
34. V-alak
35. lineáris
36. V-alak
Kristályos állapotban a rácsösszetartó erő (pontos név)
37. Hkötés
38. diszperziós
39. dipólus-dipólus
Melyik közülük a legmagasabb forráspontú?
40. H2O
Standardállapotban a halmazában működő kötőerő(k)
41. Hkötés, kovalens
42. kovalens
43. kovalens
Protonok száma a molekulában Atommagok száma a molekulában
Atomok, ionok, molekulák összehasonlítása Kémiai jel
N(p+)
N(e–)
Párosítatlan Lezárt héjai elektronok
Atommagok száma
térbeli elrendeződése
44. S2–
45. 0
46. K,L
----------------------------
47. NH4+
48. 0
---------------
49. tetraéder
50. Be
51. 0
52. K
----------------------------
53. Cu
54. 29
55. 29
SiH4
56. 18
57. 18
K, L, M 48. 0
--------------- 59. 5
---------------------------60. tetraéder
Elemek és a belőlük származó vegyületek összehasonlítása Vegyjel
61. C
Vegyértékelektronok száma Párosítatlan elektronok száma
62. O
63. H
64. 6 65. 2
66. 1
A lezárt héjak száma Az elem halmazállapota standard nyomáson, 25 °C-on
67. szilárd
68. gáz
69. gáz
Az elem rácstípusa
70. atomrács (gyémánt)
A vegyület képlete
72. CO (vagy CO2)
73. H2O (vagy H2O2)
A vegyület rácstípusa
74. molekularács
75. molekularács
A vegyület halmazállapota standard nyomáson, 25 °C-on
76. gáz
77. folyadék
71. molekularács
Elemek és vegyületük jellemzése Az elem vegyjele
78. O
79. Mg
A két elem rendszáma közti különbség A párosítatlan elektronok száma az alapállapotú atomban Az atomsugarak viszonya
80. r(Mg) > r(O)
Az atom lezárt héjainak betűjelei
81. K
A természetben előforduló ionjának kémiai jele
82. O2–
Az ion atomjából való képződésének egyenlete
84. O + 2e– = O2– 85. Mg = Mg2+ + 2e–
Az atom és a belőle képződött ion méretének összehasonlítása
86. az ion a nagyobb
83. Mg2+ 87. az atom a nagyobb
Az ion lezárt héjának betűjelei A két ion méretének viszonya
88. r(Mg2+) < r(O2–)
Az elektronegativitások viszonya
89. EN(Mg) < EN(O)
Az elem rácstípusa (szilárd halmazállapotban)
90. molekularács 91. fémrács
A két elem egyesülésekor képződött vegyület képlet
92. MgO
A két elem egyesülésekor képződött vegyület rácstípusa
VI. 4. EGYÉB FELADATOK Halogének 93. fluor: 9 proton, 9 elektron, 10 neutron jód: 53 proton, 53 elektron, 74 neutron 94. A fluor tömegszáma 19, a jódé 127. 95. 35Cl: 17 proton, 17 elektron, 18 neutron, 37Cl: 17 proton, 17 elektron, 20 neutron 79 Br: 35 proton, 35 elektron, 44 neutron, 81Br: 35 proton, 35 elektron, 46 neutron 96. Ar(Cl) = 34,97 ⋅ 0,7577 + 36,97 ⋅ 0,2423 = 26,497 + 8,958 = 35,45 Ar(Br) = 78,92 ⋅ 0,5069 + 80,92⋅ 0,4931 = 40,005 + 39,902 = 79,91
1 pont 1 pont 1 pont 4 pont 1 pont 1 pont 9 pont
Kísérletek jóddal és kalcium-kloriddal 97. A jód szublimált, majd a gőzök a hideg falon lecsapódtak. A kémcső légtere a szublimálódott jódtól halványlila lehetett. 98. A kalcium-klorid oldódása exoterm folyamat lehetett. (Vagy: az oldáshő negatív előjelű.) Indoklás: a szublimáció energiaigényes folyamat, amelyet az oldódás során felszabadult hő (egy része) biztosított.
1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 5 pont
Oldatok vizsgálata 99. Szuszpenzió. [Vagy: heterogén rendszer. Vagy: a szilárd só és a vele egyensúlyban lévő telített oldat.] 1 pont 100. A1: túltelített oldat B1: telítetlen oldat (vagy: híg) C1: telített oldat 3 pont 101. A2: telített oldat B2: telítetlen (vagy épp telített) oldat C2: telített oldat 3 pont 7 pont Kísérletek kénnel 102. A kénnek nagyobb a sűrűsége a vízénél. (Vagy: 1 g/cm3-nél nagyobb a sűrűsége.) 1 pont 103. A kén gyakorlatilag vízben oldhatatlan. 1 pont Anyagszerkezeti magyarázat: a polaritásbeli különbségekkel (a víz dipólusos, H-kötésre képes, a kén apoláris molekulákból áll). 1 pont 104. A víz nagy felületi feszültsége megakadályozza az apró kénszemcsék lesüllyedését. 1 pont A vízmolekulák közti erős hidrogénkötések miatt alakul ki a nagy felületi feszültség. 1 pont 105. Az epesavnak apoláris és poláris része is van (amfipatikus tulajdonságú). Az apoláris felükkel a kénszemcsék felé fordulva beborítják azokat, így a most már poláris felszínű szemcsék lesüllyednek a vízben. Azt mondjuk, hogy az epesav felületaktív anyag, és ezzel csökkenti a víz felületi feszültségét. 3 pont 106. Az állatok apoláris kültakaróval borított lábát a felületaktív anyagok körülveszik, és így csökkentve a víz felületi feszültségét a rovarok elsüllyednek és belefulladnak a vízbe. 1 pont 9 pont
VI. 5. SZÁMÍTÁSOK 107. a) Molekula (a felfedezés éve)
Képlet
Koncentráció molekula/m3
mol/dm3
g/m3
Kétatomos molekulák hidrogén (1970)
H2
1,0·1010
1010 = 1000 ⋅ 6 ⋅ 10 23 = 1,7 · 10–17
szén-monoxid (1970)
CO
1,0·106
10 6 = 1000 ⋅ 6 ⋅ 10 23 = 1,7 · 10–21
1010 ⋅2 = 6 ⋅ 10 23 = 3,3 · 10–14 10 6 ⋅ 28 = 6 ⋅ 10 23 = 4,7 · 10–17
Háromatomos molekulák hidrogén-cianid (1970)
HCN 4,5 ⋅ 10 −20 ⋅ 6 ⋅ 10 23 27
4,5⋅10–20
4,5 ⋅ 10 −20 = 27 ⋅ 1000 = 1,7 · 10–24
= 1,0·103 kén-hidrogén (1972)
H2 S
1,0·102
10 2 = 1000 ⋅ 6 ⋅ 10 23 = 1,7 · 10–25
10 2 ⋅ 34 = 6 ⋅ 10 23 = 5,7 · 10–21
Többatomos molekulák ammónia (1968)
NH3
1,0·104
10 4 = 1000 ⋅ 6 ⋅ 10 23 = 1,7 · 10–23
10 4 ⋅ 17 = 6 ⋅ 10 23 = 2,8 · 10–19
5 × 2 pont = b) c(CO) = 1,7⋅10–21 mol/dm3 = 1,7⋅10–18 mol/m3 1,0 mol 1,0 mol CO tehát = 5,9 ⋅1017 m3 térben van. mol 1,7 ⋅ 10 −18 m3 ρ(CO) = 4,7⋅10–17 g/m3, 1,0 g = 2,1 ⋅1016 m3 térben van. 1,0 g CO tehát g 4,7 ⋅ 10 −17 m3
10 pont 1 pont 1 pont
1 pont 13 pont
108. a) Ha két gáz sűrűsége megegyezik, akkor (átlagos) moláris tömegük is megegyezik. [M = 32,0 g/mol] – Vegyünk pl. 1,00 mol gázelegyet, abban x mol CH4-t és így (1,00 – x) mol CO2-t, akkor az átlagos moláris tömegre a moláris tömegek segítségével felírhatjuk: 16,0x + (1,00 – x)44,0 = 32,0 – Ebből: x = 3/7 mol = 0,429 – Az elegy összetétele: 42,9 x% = ϕ% CH4 és 57,1 ϕ% CO2. – A tömegszázalékos összetétel: 3 mol ⋅ 16,0 g/mol 7 · 100% = 21,4 w% CH4 és 78,6 w% CO2. 32,0 g 32,0 g/mol m M – A sűrűség: ρ = = 1,31 g/dm3. = = 3 V Vm 24,5 dm /mol b) Ha a sűrűség a felére csökkent, akkor az átlag moláris tömeg is a felére csökkent. [M = 16,0 g/mol] – 14,0 kg eredeti gázelegy anyagmennyisége: 14,0 kg n(eredeti) = = 0,4375 kmol 32,0 kg/kmol – A keletkező 15,0 kg gázelegy anyagmennyisége: 15,0 kg n(új) = = 0,9375 mol 16,0 kg/kmol – Ez alapján a hozzáadott ismeretlen gáz anyagmennyisége: n(X) = 0,9375 kmol – 0,4375 kmol = 0,500 kmol – Az ismeretlen gáz moláris tömege: 1,00 kg M(X) = = 2,00 kg/kmol = 2,00 g/mol. 0,500 mol – A gáz csak a hidrogén (H2) lehet. – A térfogat%-os összetétel az anyagmennyiség-százalékkal egyezik így: 0,500 · 100% = 53,3% H2. x% = ϕ% = 0,9375 109. – 100 cm3 oldat 108,5 g tömegű. – benne 0,500 mol HCl van, amelynek tömege 18,25 g. 18,25 g = 0,168, azaz 16,8 tömeg%-os. a) A tömeg%: 108,5 g 18,25 g + x b) = 0,200 108,5 g + x – ebből x = 4,31 g – 4,31 g HCl anyagmennyisége (m/M): 0,118 mol. – Ennek térfogata (24,5 dm3/mol): 2,89 dm3. c) Az oldat tömege: 108,5 g + 4,31 g = 112,81 g. 112,81 g = 102,6 cm3, – A térfogat: V = 3 1,100 g/cm 3 – azaz 2,6 cm -rel nőtt a térfogat.
1 pont 2 pont 1 pont 1 pont
2 pont 2 pont 1 pont 1 pont
1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 17 pont 1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 11 pont
110. a) A tömény kénsavoldat tömege: 50,00 cm3 · 1,84 g/cm3 = 92,0 g. Ebben van: 0,98 · 92,0 g = 90,16 g kénsav. – A kénsav anyagmennyisége: M(H2SO4) = 98 g/mol 90,16 g n( H2SO4 ) = = 0,92 mol. g 98 mol – Ennyi kénsav lesz az 500,0 cm3 oldatban is, így annak koncentrációja: 0,92 mol c= = 1,84 mol/dm3. 3 0,500 dm b)A keletkezett oldat tömege: 500 cm3 · 1,11 g/cm3 = 555 g. – Az oldat tömeg%-os kénsavtartalma: 90,16 g = 0,162 ⎯ ⎯→ 16,2 tömeg%. 555 g c)Az eredeti oldathoz adott víz: 555 g – 92,0 g = 463 g, azaz 463 cm3. [Tehát nem 500–50 = 450 cm3!] 111. a) A mól%-os összetétel: n(KOH ) n(KOH ) ⋅100% = ⋅ 100% n(oldat ) n(KOH ) + n(víz ) – Például 100 g oldat adatait felhasználva (20 g KOH és 80 g víz): 20 g n(KOH ) = = 0,357 mol g 56 mol . 80 g n(víz ) = = 4, 4 mol g 18 mol – A mól%-os KOH-tartalom: 20 g g 56 0,357 mol x% = ⋅ 100% = ⋅ 100% = 7,4%. 20 g 80 g 0,357 + 4,444 + g g 56 18 mol mol b) Kiszámíthatjuk pl. az oldat tömegkoncentrációját: ρ (KOH) = c(KOH) · 56 g/mol = 235,8 g/dm3. – 1,000 dm3 oldatban lévő 235,8 g KOH viszont a 20,0 tömeg% figyelembevételével: 235,8 g = 1179 g oldatban van. 0,200 – Az oldat sűrűsége így: 1179 g g m ρ = = = 1,179 . V cm 3 1000 cm 3
c) A semlegesítés egyenlete: 2 KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2 H2O – Például 100 g oldatban lévő 20,0 g KOH-dal számolva a korábban kiszámított 0,357 mol KOH-hoz az egyenlet alapján szükséges:
1 pont 1 pont
1 pont
2 pont 1 pont 1 pont 2 pont 9 pont
1 pont
1 pont
1 pont
1 pont
1 pont
1 pont
1 pont 1 pont
0,357 mol = 0,179 mol 2 g m(H 2SO 4 ) = 0,179 mol ⋅ 98,0 = 17,5g mol ennyi kénsav 10,0 tömeg%-os oldat 175 g-jában van, a keletkezett oldat tömege tehát 275 g, a reakció során keletkező kálium-szulfát szintén 0,179 mol, ennek tömege: g m(K 2SO 4 ) = 0,179 mol ⋅ 174 = 31,1 g, mol az oldat kálium-szulfát-tartalma: 31,1 g ⋅ 100% = 11,3 tömeg%. 275 g
n(H 2SO 4 ) =
– – – –
–
1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont
1 pont
15 pont 112. a) A legnagyobb kitermelést akkor kapjuk, ha 100 °C-on telített oldatot 0 °C-ra hűtünk. – 871 g só felhasználásakor pl. 118,3 g só marad vissza az oldatban, így: 871 g – 118, 3 = 752,7 g sót kapunk vissza. – A kitermelés: 752,7 g · 100% = 86,4%-os. 871,0 g
(
)
b) Endoterm folyamat ∆ aq sz H 〉 0 kJ/mol . A Le Chatelier-elv értelmében a hőmérséklet emelése az egyensúlyt az endoterm folyamat irányába tolja el. Az ammónium-nitrát oldhatósága a hőmérséklet emelésével nő, vagyis az oldódás és a kikristályosodás közül az oldódás irányába tolódik az egyensúly, azaz ez az endoterm irány. c) I. megoldás – Az oldat: 192 g · 100% = 65,8% ammónium-nitrátot tartalmaz, – 20 °C-on 292 g 580 g · 100 = 85,3% ammónium-nitrátot tartalmaz. – 80 °C-on 680 g – A keverési egyenlet alapján: 100 · 0,658 + x · 1,000 = (100 + x) · 0,853 – A megoldás: x = 132,6, vagyis 132,6 g ammónium-nitrát oldható fel.
[II. megoldás: 20 °C-on 100 g oldatban van 65,8 g NH4NO3 és 34,2 g víz. 34,2 g víz 80 °C-on: 580 g y = → y = 198,4 g sót old. 100 g 34,2 g Még feloldható: 198,4 – 65,8 = 132,6 g ammónium-nitrát. III. megoldás 20 °C-on 100 g oldatban van 65,8 g NH4NO3 és 34,2 g víz. 80 °C-on még z gramm só oldható, így (100+z) gramm oldat és (65,8+z) gramm ammónium-nitrát lesz benne.
1 pont 1 pont 1 pont
1 pont
1 pont
1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 10 pont
Ez az oldat már 85,3%-os: 65,8 + z = 0,853 → 100 + z
z = 132,6.]
113. a) A hevítési maradék: KxNyOz. 100 g-jában 45,9 g K, 16,5 g N és 100 – 45,9 – 16,5 = 37,6 g O van. – Az anyagmennyiségek (n = m/M): 1,177 mol K, 1,179 mol N, 2,35 mol O – Ebbből: x : y : z = 1,177 : 1,179 : 2,35 = 1 : 1 : 2 – A képlet: KNO2. – A színtelen gáz csak oxigén lehet. – A kiindulási anyagból oxigén távozott, akkor az csak KNO3 lehet. – A neve kálium-nitrát. – A bomlás egyenlete: KNO3 = KNO2 + 0,5 O2. b) 1,000 g KNO3 anyagmennyisége (M = 101 g/mol): 0,00990 mol. – Fele ennyi O2 fejlődik: 0,00495 mol. – Ennek térfogata (V = n·VM): 0,121 dm3. 114.
a)A reakcióegyenlet és a moláris tömegek: MgCl2 + K2CO3 = MgCO3 + 2 KCl 95 g/mol 138 g/mol 84 g/mol 74,5 g/mol – 217,5 g oldatban van: 0,137 · 217,5 g = 29,8 g kálium-klorid. – Ennek anyagmennyisége: 29,8 g n= = 0,400 mol. g 74,5 mol – Az egyenlet alapján 0,200 mol csapadék képződött: 0,200 mol · 84 g/mol = 16,8 g. b)Az egyenlet alapján ehhez 0,200 mol K2CO3-ra volt szükség: 0,200 mol · 138 g/mol = 27,6 g. – A felhasznált kálium-karbonát-oldat tömege: 27,6 g m[K 2 CO 3 (aq )] = = 184 g. 0,150 c)Az egyenlet alapján a magnézium-klorid anyagmennyisége: 0,200 mol, tömege: 0,200 mol · 95 g/mol = 19,0 g. – A felhasznált magnézium-klorid-oldat tömege: 217,5 g (ennyi a maradék) + 16,8 g (ez a kicsapódott anyag tömege, ami eredetileg szintén az oldatban volt) – 184 g (a 15%-os kálium-karbonát-oldat) 50,3 g – A telített oldatban lévő víz tömege: 50,3 g – 19,0 g = 31,3 g. – Az oldhatóság kiszámítása: 19,0 g x = ⎯ ⎯→ x = 60,7 g 31,3 g 100 g tehát az oldhatóság: 60,7 g MgCl2 / 100 g víz.
1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 11 pont 1 pont 1 pont 1 pont
2 pont 2 pont 1 pont 2 pont
2 pont 1 pont
2 pont 15 pont
115. a) A rendezett reakcióegyenlet: +3
+5
+6
+3
Cr 2 O 3 + 3 K N O 3 + 4 KOH = 2 K 2 Cr O 4 + 3 K N O 2 + 2 H2O (Az oxidációsszám-változásokért 1 pont, a rendezésért 1 pont)
2 pont
100 g = 0,515 mol, g 194 mol – ehhez az egyenlet alapján feleannyi, azaz 0,258 mol Cr2O3 kell. 0,258 mol = 0,368 mol kell belőle, – A termelést is figyelembe véve: 0,7 – amelynek tömege: 0,368 mol · 152 g/mol = 55,9 g Cr2O3. b) A 0,368 mol Cr2O3-hoz az egyenlet szerint 3-szoros anyagmennyiségű, azaz 1,10 mol KNO3 szükséges, – a 20% felesleggel együtt ez: 1,20 · 1,10 mol = 1,32 mol, – azaz: 1,32 mol · 101 g/mol = 133 g KNO3. (Az utolsó 4 pont akkor is megadható, ha az előzőekben rosszul kiszámított króm-oxidból helyesen számol.)
– 100 g kálium-kromát:
1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 10 pont
