Megoldás: IX. osztály 2001/2002-es tanév IV. forduló
1. a) Tantál (Ta) (0,5 p)
c) Tantalosz, görög mitológiai alak, Jupiter fia nevéről kapta a tantál elnevezést, akit Zeusz örök éhségre és szomjúságra ítélt, mert elárulta az istenek fiát. A Ta-oxid nem vesz fel vizet (nem reagál) sőt savoldatban sem oldódik (kivétel a HF oldat). (1,5 p)
d) Folysavban (HF oldat) (0,5 p)
g) A tantált: elektromos kondenzátorokban, kémiai reaktorok burkolására, acélok ötvözésére, repülőgép és rakétagyártásban; (1,0 p)
TaC: vágószerszámok gyártására (0,25 p)
Ta2O5 : különleges üvegek gyártása és dielektromos detektorként. (0,25 p)
h) A niobiummal (Nb). (0,25 p)
2. a) As, Eu, Ra, Rn, Si, Th, Ne, V: Svante Arrhenius, 1903 (1,75 + 0,25 p)
b) Ru, Te, Er, Hf, Nd, Sr, T, O, Re: Ernest Rutherford, 1908 (1,75 + 0,25 p)
c) W, D, Fr, Al, Ne, Re, Er,: Alfred Werner, 1913 (1,75 + 0,25 p)
d) Zr, Ti, Ha, Rb, Fe; Fritz Haber, 1918 (1,75 + 0,25 p)
e) Cd, Dy, D, Ir, Kr, Es, Fe, O; Frederick Soddy, 1921 (1,75 + 0,25 p)
b) Az n = 5 héjban 5 féle orbitál létezik (s, p, d, f, g), de ezek közül g nek olyan nagy az energiája, hogy csak a 8. héjban kerülhetnek rá elektronok (a Z = 121 rendszámú elem esetében lesz majd!);
- egy hájban (n) a maximálisan létező elektronok számát 2n2 összefüggés adja meg; így az 5. héjban 2x52 = 50 elektron lehet maximálisan (5s2 5p6 5d10 5f14 5g18). (1,5 p)
c) Egy molekula apoláris jellegét a kovalens kötés típusa csak akkor határozza meg, ha a kötés is apoláris; pl. N2 , O2 stb. Más esetben lehet a molekula apoláris, miközben az alkotó atomok között poláris kovalens kötés alakul ki, de ezek szimmetrikus elhelyezkedésben vannak a molekulában; pl. CCl4 ban a C -Cl kötés poláris, de a vegyértékszögek miatt (109o28A) teljesen szimmetrikus térszerkezetű a molekula és az elektroneltolódások térben kiegyenlítik egymást, tehát a molekula apoláris jellegű. (1,5 p)
4. a)
Állatöv | Periódus | Szimbólumkövek | Kémiai összetétel |
Vízöntő | I. 21 - II. 18 | Sólyomszem; türkiz | SiO2 ; CuAl6[(OH)2IPO4]4.4H2O |
Halak | II. 19 - III. 20 | Ametiszt; ametiszt kvarc | SiO2 ; SiO2 |
Kos | III. 21 - IV. 20 | Piros jáspis; piros karneol | SiO2 ; SiO2 |
Bika | IV. 21 - V. 20 | Narancsszínű karneol; rózsakvarc | SiO2 ; SiO2 |
Ikrek | V. 21 - VI. 20 | Citrin; tigrisszem | SiO2 ; SiO2 |
Rák | VI. 21 - VII. 20 | Zöld aventurin, krizopráz | SiO2 ; SiO2 |
Oroszlán | VII. 21 - VIII. 22 | Hegyikristály; aranyszínű kvarc | SiO2 ; SiO2 |
Szűz | VIII. 23 - IX. 22 | Sárga achát; sárga citrin | SiO2 ; SiO2 |
Mérleg | IX. 23 - X. 22 | Narancsszínű citrin; füstkvarc | SiO2 ; SiO2 |
Skorpió | X. 23 - XI. 22 | Vérvörös karneol; szárder | SiO2 ; SiO2 |
Nyilas | XI. 23 - XII. 22 | Kékkvarc; kalcedon | SiO2 ; SiO2 |
Bak | XII. 22 - I. 20 | Ónix; kvarcmacskaszem | SiO2 ; SiO2 |
(0,25x12 + 24x0,15 = 6,6 p )
c) pl. ametiszt: természetfölötti erőt tulajdonítanak neki - szerencsét hoz, szilárdságot ad; az ókorban részegség ellen talizmánként viselték;
kalcedon: az ókorban gemmaként és talizmánként használták gyengeelméjűség és búskomorság ellen;
karneol: az ókorban vérzéscsillapítónak és haragot enyhítőnek tartották;
heliotróp: az ókorban különleges erőt tulajdonítottak neki, mert a piros pettyeket Krisztus vérének tekintették;
achát: több, mint 3000 éve amulettként használták a villám és a vihar ellen, a szomjúság csillapítására, a férfiak beszédkészségének fokozására;
jáspis: az ókorban amulettként használták látási zavarok és a földeket sújtó szárazság ellen;
nemesopál: Európában szerencsétlenséget hozó kőnek számított, ezzel szemben Keleten a hőség és a remény jelképe;
gyémánt: pl. az ókorban (Plinius feljegyzése alapján) Rómában minden fogoly és rabszolga megszabadulhatott fogságából, ha a gyémántot képes volt kézzel összetörni; a régi hiedelem szerint ugyanis nagy keménysége (erre utal a neve is) lehetetlenné teszi összetörését. Stb. (4x0,5=2,0 p)
5. a)
Érme értéke | Átmérője (mm) | Tömege (g) | Kémiai összetétele |
2 euro | 25,25 | 8,50 | Cu-Ni ötvözet (gyűrű); ); Ni bevonatú ötvözet (közepe) |
1 euro | 23,25 | 7,50 | Cu-Zn-Ni ötvözet (gyűrű); Cu-Ni ötvözet, Ni bevonattal (közepe) |
50 cent | 24,25 | 7,00 | Cu - Al * Zn * Sn ötvözet |
20 cent | 22,25 | 5,70 | Cu -Al - Zn - Sn ötvözet |
10 cent | 19,75 | 4,10 | Cu - Al - Zn - Sn ötvözet |
5 cent | 21,25 | 3,90 | Cu bevonatú acél |
2 cent | 18,75 | 3,60 | Cu bevonatú acél |
1 cent | 16,25 | 2,30 | Cu bevonatú acél |
b) A tervezők allergiamentes érméket szerettek volna előállítani, de a szakvélemény szerint ez nem teljesen sikerült, mivel az euro érmék elegendő Ni-t tartalmaznak ahhoz, hogy allergiát okozzanak az erre érzékenyek esetében. Az emberek kb. 10 %-a ugyanis allergiás a Ni-re: bőrük kiszárad és viszketeggé válik. Ez főleg akkor jelentkezik, ha valaki huzamosabb ideig érintkezik ilyen fémmel, pl. pénztárosok, ékszerészek, stb. Az új érmékből a szokásosnál több nikkel oldódhat ki és okzhat problémát. (1,20 p)
6. - az iskolaudvar felülete: X m2 (0,75 p)
- az esővíz térfogata: V = 0,005X m3 / perc; 5 perc alatt: V = 0,025X m3 (0,5 p)
- az esővíz tömege: m = 0,99x103 kg/m3 x0,025X m3 = 24,75X kg víz (0,75)
- a víz anyagmennyisége. 24,75X kg / 18 kg/kmol = 1,375X kmol víz (1,0 p)
- az oxigén atomok száma: n = 8,25x1026 X db. Oxigén atom (0,5 p)
7. a) A hőmérséklet rohamosan emelkedik. (0,5 p)
b) CaO + H2O - Ca(OH)2 + Q exoterm (hőtermelő) folyamat (0,5 + 0,25 p)
c) Kallinikosz fegyvere és az arab kézigránát hasonló elv alapján működött: a CaO + H2O reakciójából felszabaduló hő meggyújtotta a kőolajat. (0,5 p)
Vízzel azért nem lehetett eloltani, mert a kőolaj sűrűsége kisebb a vízénél, így annak felszínén marad, érintkezik a levegő oxigénjével, amely viszont táplálja az égést. (1,0 p)
A vitorlások fedélzetén keletkezett tűz oka: amikor a hajó léket kapott, a rakodótérbe szivárgott víz a CaO - dal érintkezve olyan nagy mennyiségű hőt szabadított fel, amely a fából készült tengeri járműt meggyújtotta. (1,25 p)
8. Lépcsőfokos rejtvény
az akkumulátorba használt kénsav koncentrációja: c = 38 % , sűrűsége: r = 1,27 g/cm3
(vagy c = 30 % , sűrűség 1,27 g/cm3 is elfogadott a forrásanyagok miatt!) (2x0,25 p)
A | I | 11 R | ||||||||||||
T | O | 5 M | ||||||||||||
M | O | R | F | |||||||||||
P | 1 A | T | I | T | ||||||||||
L | K | Í | M | I | 13 A | |||||||||
N | H | I | D | R | I | 9 T | ||||||||
M | A | L | G | Á | M | O | 2 K | |||||||
L | 7 L | O | T | R | O | P | I | A | ||||||
6 U | R | I | P | I | G | M | E | N | T | |||||
14 V | O | G | A | D | R | O | 12 S | Z | Á | M | ||||
N | T | I | M | O | N | 3 K | L | O | R | I | D | |||
L | 4 U | M | Í | N | I | U | M | B | R | 10 O | N | Z | ||
L | K | 8 Á | L | I | F | Ö | L | D | F | É | M | E | K |
(13x0,5 = 6,5 p)