Megoldás:
X. osztály, I. forduló, 2002 / 2003 –es tanév, VIII. évfolyam
1. „Sal” volt minden vízben oldódó anyag, amelynek íze volt, „oleum” – minden sűrűn folyó folyadék, a „spiritus” pedig minden illó (könnyen párolgó) anyag, de sok sav is. (1,5 p)
2. A kémia története több eka-elemet tart számon; az ismertebbek a Mengyelejev által 1871-ben megjósolt elemek, a periódusos rendszerben általa üresen hagyott helyek alapján: eka – Al = Ga; eka – Si = Ge; eka – B = Sc. (0,5 + 0,75 p)
A későbbi eka-elemek: eka – Mn = Tc; eka – Ta = Pa; eka – I = At; eka – Cs = Fr; eka – Os = Pu; eka – Re = Np (0,5 p)
Az „eka” szanszkrit eredetű szó, jelentése „egy” (0,5 p)
3. a) Ilosvay Lajos (0,5 p)
b) Désen született (1851-ben); születésének 151. évfordulója van az idén (0,75 p)
c) 1880-tól Heidelbergben (Bunsen mellett), Münchenben (A. Bayer mellett) és Párizsban (M. Berthelot mellett) vett részt tanulmányi utakon. Ezt azért kellett megszakítania, mert hazahívták és megbízták a Budapesti Műszaki Kémia Tanszék vezetésével. (1,25 p)
d) Magyarország életében először a képviselőházban szóvá tette a környezetvédelem kérdését 1929-ben. (0,5 p)
e) A torjai büdös-barlang levegő összetételével is foglalkozott. (0,5 p)
4. C3O2 O=C=C=C=O
C5O2 O=C=C=C=C=C=O
C12 O9
(3,0 p)
5. M2O – „rendes” oxidok M2O2 – peroxidok MO2 – szuperoxidok (2,25 p)
6. a) HNO3 – lehetséges anhidridjei: NO2 és N2O5 (0,75 p)
HNO2 – lehetséges anhidridjei: NO2 és N2O3 (0,75 p)
b) 2NO2 + H2O >HNO3 + HNO2 (0,75 p)
N2O5 + H2O >2HNO3 N2O3 + H2O >2HNO2 (0,5+0,5 p)
7. A növények CO2 – asszimilációját nevezzük fotoszintézisnek, amely a napsugarak hatására megy végbe. Ez minden élet energiaforrása. Ilyen értelemben a fotokémiai folyamatok csoportjába tartozik. (A napsugárzásnak kb. 0,006 % - a fordítódik fotoszintézisre.) Az átalakulás egyszerűsített reakcióegyenlete:
6CO2 + 6H2O > C6H12O6 + 6O2 . Kettős jelentősége van: az emberi és az állati szervezetek nem képesek cukrok előállítására, már pedig erre feltétlenül szükségük van a működésükhöz, és ezért a növények által előállított ilyen anyagot, a szőlőcukrot (glükózt) használja fel. Másrészt a fotoszintézis során elhasznált CO2 és keletkezett O2 teszi lehetővé, hogy a tiszta légkör O2 – CO2 egyensúlya fennmaradjon. (3,75 p)
8. A ricinnek nagyobb a mérgező hatása, mert 1 kg ricin 3,6 millió ember halálát okozhatja, míg 1 kg HCN „csak” 16.000 embert ől meg. (1,5 p)
9. Ez a módszer abból a felismerésből eredt, hogy az oltott mész fertőtlenítő hatású. Lakóhelységek, de főleg éléskamrák, tyúkolok, disznóolok meszelése is hasonló meggondolás alapján történik. (Megjegyzés: régen, járványos betegségek idején, a halottakat is mésszel öntötték le mielőtt elföldelték volna, az esetleges járványos fertőzéses megbetegedések elkerülése miatt.) (2,0 p)
10. a) megolvad; az oldat f.p.-ja alacsonyabb, mint az oldószeré; (0,25 + 0.5 p)
b) megpuhul; CaCO3 + 2CH3COOH —> Ca(CH3COO)2 + CO2 + H2O (0,25 + 0,75 p)
c) vízpára jelenik meg; CH4 +2O2 —> CO2 + H2O(g) H2O(g) —> H2O(f) (0,25 + 0,75 p)
d) pezseg; CO2 szabadul fel, mert hő hatására a gázok oldhatósága csökken
(0,25 + 0.5 p)
e) klórszag; Cl2 + NaOH >NaCl + NaOCl (0,25 + 0.5 p)
f) sárga szín; Na2CO3 + H2O >H2O + CO2 + 2Na+ + 2HO- bázikus jelleg (0,25 + 0.75 p)
g) kisebb lesz; a hőmérséklet csökkenéssel a gázok térfogata is csökken
(0,25 + 0.5 p)
h) megkékül; CuSO4 (fehér színű) + 5H2O —> CuSO4 . 5H2O (kék színű) (0,25 + 0.75 p)
11. a) – az első cellában: K: Cr3+ + 3e- —> Cr A: 2Cl- – 2e- —> Cl2 (0,5 p)
– a második cellában: K: Cu + 2e- —> Cu A: 4HO- – 4e- —> 4H+ + O2 (0,5 p)
b) – az első cellában: 1,2x2,5 = 3 mol CrCl3 (0,5 p)
– a második cellában: 1,2x3 = 3,6 mol CuSO4 (0,5 p)
n 1 = m1 / A1 = tx5 / 3x96500 mol CrCl3 fogy ; n 2 = m2 / A2 = tx5 / 2x96500 mol CuSO4 fogy
3 –( tx5 / 3x96500 ) = 3,6 – (tx5 / 2x96500) t = 69480 sec = 19,3 h (2,5 p)
c) n 1 = 1,2 mol CrCl3 fogy; n 2 = 1,8 mol CuSO4 fogy
- az elektrolízis globális egyenlete a két cellában:
2CrCl3 + H2O —> 2Cr + 3Cl2 + H2O CuSO4 + H2O —> Cu + 1/2O2 + H2SO4 (1,0 p)
Vklór = 1,8 mol = 40,32 dm3 Cl2 és Voxigén = 0,9 mol = 20,16 dm3 O2 (1,5 p)
12. a) – az árammérő műszer mutatója elmozdul, áram áthaladását igazolja (0,5 p)
b) (–) Zn(sz) – 2e- —> Zn2+(aq) (+) Cu2+(aq) + 2e- —> Cu(sz) (1,0 p)
c) – diafragma szerepe van, amely nem engedi a két oldat összekeveredését, de biztosítja az ionvándorlást (az elektrolitos vezetést) (1,0 p)
d) E = 1,1 V (amennyiben a megadott koncentrációjú oldatokat használtad) (0,5 p)
e) Eo (Zn/Zn2+) = 0,76 V Eox ; Eo (Cu2+/Cu) = 0,34 V Ered (0,5 p)
E = Eox + Ered = 1,10 V (0,5 p)
f) – A fémek elektródpotenciálja függ az elektród minőségétől, a résztvevő ionok koncentrációjától és a hőmérséklettől. A standard potenciál ezeknek a tényezőknek a figyelembevételével megadott értékei: minden fémet ugyanazzal az elektróddal (standard hidrogén-elektród) hasonlítanak össze és minden szempontból azonos körülmények teremtenek meg. A standard elektródpotenciál azt a feszültségértéket adja, amelyet a saját ionjainak 1 mol / dm3 koncentrációjú oldatába merülő fémlemez és a standard hidrogén-elektród között mérnek 25 oC – on. (2,5 p)
g) 1 mol / dm3 koncentrációjú oxónium-ion (H3O+ vagy H+ ) oldatba merülő platinalemez, amelyen 0,101 MPa (1 atm) nyomású H2 – gázt buborékoltatnak át 25 oC-on. (1,0 p)
13. Töréspontok
a)
(4,5 p)
b) „A redox folyamatban elektron leadás és felvétel történik” (0,5 p)
c) elektron leadás = oxidáció elektron felvétel = redukció (0,5 p)