MEGOLDÁS:
X. osztály, IV. forduló, 2003 / 2004 –es tanév,
IX. évfolyam
1. A megadott sók vízben mind oldódnak, de az a), b), e) és f) sópárok oldatainak összeöntésével az egyik termék csapadék, így kiválik az oldatból. Az c) és d) sópárokból vízben ugyancsak oldódó sók képződnek, tehát ugyanazok az ionok lesznek jelen, mint az eredeti oldatban (2,5 p)
a) Ag+ + NO3- + Na+ + Cl-® AgCl¯ + Na+ + NO3- (0,75 p)
b) 2 Na+ + CO32- + Mg2+ + 2Cl- ® MgCO3¯ + 2 Na+ + 2Cl- (0,75 p)
c) 2 K+ + SO32- + 2Na+ + 2 NO3- Û 2 K+ + 2 NO3- + 2Na+ + SO32- (0,75 p)
d) 2 K+ + SO42- + Cu2+ + 2 NO3- Û 2 K+ + 2 NO3- + Cu2+ SO42- (0,75 p)
e) 6 K+ + 2PSO43- + 3Ca2+ + 6Cl-® Ca3(PO4)2¯ + 6 K+ + 6Cl- (0,75 p)
f) 2 Na+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- ® BaSO4¯ + 2 Na+ + 2Cl- (0,75 p)
2. a) 0,1 ppm (1 / 1.000.000 = ppm) hígításban már mérgező; a bőrre maró hatású, égési sebeket, fekélyeket okoz; gőzei megtámadják az orr, a torok és a szem nyálkahártyáját. A szemben maradandó károsodást okoz. A káros hatását fokozza az a tény, hogy az általa okozott élettani hatások során kialakuló fájdalmak nem azonnal jelentkeznek. (2,5 p)
b) Cl2 + 3F2 ® 2ClF3 (1,0 p)
c) A klór atom vegyértéke a ClF3 – vegyületben: 3. Ez eltér ugyan a periódusos rendszerben elfoglalt helye alapján megállapítható vegyértéktől (VII. főcsoport = 1 vegyérték) azért, mert az elektronburok szerkezetében üres d – orbitálok vannak: [Ne]3s23p53d0 alapállapot. Gerjesztéssel (a reakció kb. 300o C-on megy végbe) a p – orbitálról elektronok ugorhatnak át a nagyobb energiájú d – orbitálokra és így nő a párosítatlan elektronok száma. Ebben a vegyületben a gerjesztett klóratom elektronkonfigurációja: [Ne]3s23p43d1 – amelyben így három párosítatlan elektron lesz. (2,5 p)
3s2 3p5 3do alapállapot
3s2 3p4 3d1 gerjesztett állapot
d) Gyújtóhatása miatt már a II. világháborúban bombákban használták. A hidrazinnal rendkívül exoterm reakciót eredményez és ugyanakkor nagy mennyiségű gáz keletkezik, ezért már az 1950-es évektől rakétahajtóanyag volt. Jelenleg a nukleáris reaktorok kiégett fűtőelemeinek (U, Pu, I, stb. Komponenseinek) „megsemmisítésére” használják. (Az U – mal illékony vegyületet képez, a többivel viszont nem, így ezek szétválaszthatók és az U újrahasznosítható). (1,25 p)
3. a) Általában ezüst, de a fogtömésre használt amalgámban a Hg mellett arany, ón, ezüst, stb. is előfordulhat. (1,0 p)
b) Az amalgám fogtömés és az Al érintkezése (alufólia vagy más Al tárgy) esetén kialakuló galvánelemben az Al az anód, ez oxidálódik, mivel elektropozitívabb, mint a jelenlévő többi fém. A galvánelem katódját a fogtömésben levő fémek (Hg, Sn, Ag, stb.) alkotják. Amelyek redukálódnak, mivel kevésbé elektropozitívak, mint az Al. Az így képződött galvánelemben a sóhíd szerepét a nyál tölti be, amelynek elektrolit tulajdonsága van. (4,0 p)
c) Ebben az esetben az Au – nak katód szerepe van, míg a fogtömésben levő fémek – pl. a Hg az anód szerepét tölti be. Így az „anódból” = amalgám fogtömésből a fématomok lassan oxidált állapotban az elektrolitba (nyál) kerülnek; pl. a Hg2+ , amely azon kívül, hogy a fogtömést károsítja és annak fogyását idézi elő, a szervezetbe is bekerülnek. A Hg – vegyületek általában mérgezőek. (3,0 p)
H2CO3 + 2KCN ® K2CO3 + 2HCN (3,0 p)
5. Egy sem, mert H+ - ionok nincsenek szabadon, csak H3O+ - ionok formájában léteznek az oldatban. (1,5 p)
6. A) szuperfoszfát: Ca(H2PO4)2 és CaSO4 . 2H2O keveréke
100 kg szuperfoszfátban 33 g : Ca(H2PO4)2 (1,0 p)
1 mol Ca(H2PO4)2 234 g és 1 mol P2O5 = 142 g
x = 33x142/234 = 20,02 g P2O5 = 20 % P2O5 100 g szuperfoszfátban (2,0 p)
- molekulatömegek: NH4NO3 = 80 Ca(H2PO4)2 = 234 P2O5 = 142
K2SO4 = 174 K2O = 94
- az NH4NO3 tömege: m = 80x8/28 = 22,85 kg NH4NO3 / 100 kg műtrágya
- a Ca(H2PO4)2 tömege: m = 234x13,44/142 = 22,14 kg Ca(H2PO4)2 / 100 kg műtrágya
- a K2SO4 tömege: m = 174x24/94 = 44,42 kg K2SO4 / 100 kg műtrágya (3,0 p)
1000 t NPK műtrágyához szükséges anyagok tömege:
228,5 t NH4NO3 ; 221,4 t Ca(H2PO4)2 és 444,2 t K2SO4 (1,0 p)
7. a) - a búzaszem csirázásnak indul, amely azt bizonyítja, hogy a növények fejlődéséhez Ca2+ - ionok szükségesek;
b) - a homok lazábbá (lyukacsosabbá) teszi a habarcsot, így az oltott mész könnyebben veheti fel a CO2 – t a levegőből (hamarabb köt meg): megnő a habarcsban található Ca(OH)2 érintkezési felülete a levegővel; (2,0 p)
c) Kettős célja van: a mésztej erős lúgos kémhatása miatt elpusztítja a fakéreg repedéseiben rejtőző rovarpetéket, lárvákat, stb. (általában a növényi károkozókat). Ezen kívül a mésztej a levegő hatására történő megkötése után fehér színű réteggel vonja be a fa kérgét és így visszaveri a napfény sugarait. Ez a jelenség késlelteti a nedvkeringés megindulását és közvetve a rügyfakadást. Ezzel magyarázható, hogy a lemeszelt fakérgű gyümölcsösökben kisebb károkat okoznak a kora tavaszi fagyok. (3,0 p)
8. Rejtvény – Méretre szabott parcellázás
a)
(3,0 p)
b) 4 betűs: BOHR; HUND; KIPP
5 betűs: PAULI; LEWIS; CURIE
7 betűs: TYNDALL; DANIELL
8 betűs: BRÖNSTED (2,25 p)
c) Bohr féle atommodell (1913) – az elektronok körpályán keringenek az atom körül és ennek a pályának szigorúan meghatározott energiája van.
Hund – szabály, amely az alhéjak elektronokkal való feltöltődésére vonatkozik: először minden orbitálra 1 – 1 elektron kerül (azonos spinű elektronok), majd ezután töltődhet fel 2 – 2 elektronnal (párosított elektronok).
Kipp – készülék: gázok fejlesztésére szolgáló, üvegből készült laboratóriumi készülék.
Pauli – elv (Pauli féle kizárási elv) értelmében egy orbitálon legtöbb két elektron tartózkodhat azzal a feltétellel, hogy ellentétes spinüek legyenek.
Lewis – féle sav – bázis elmélet, amelynek értelmében az elektronhiányos (elektron akceptorok) molekulák vagy ionok savak, míg az elektron donor csoportok bázikus tulajdonságúak.
Curie – házaspár a radioaktivitás felfedezői (Becquerellel együtt), amelyért 1903 – ban Nobel – díjat kaptak; ezen kívül két új elemet is felfedeztek: a rádiumot és a polóniumot.
Tyndall – jelenség: a fény szóródása a természetes fény hullámhosszánál kisebb méretű kolloid részecskéken; a szóródás intenzitása nő a koncentráció növekedésével (ez magyarázza, hogy a kolloid rendszerek a ráeső fényben vörösnek, míg a szórt fényben kéknek látszanak).
Daniell – elem: Zn / Zn2+ és Cu / Cu2+ összetételű galvánelem.