IX. osztály, II forduló, 2003 / 2004 –es tanév,
IX. évfolyam
1. a) 8HNO3 + 3Cu ® 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
4HNO3 + 3Ag ® 3AgNO3 + NO + 2H2O
4HNO3 + 3C ® 3CO2 + 4NO + 2H2O stb. (2x0,5 p)
b1) 3H2SO4 + Fe2O3 ® Fe2(SO4)3 + 3H2O 3H2SO4 + Fe2S3 ® Fe2(SO4)3 + 3H2S
3H2SO4 + 2Fe(OH)3® Fe2(SO4)3 + 6H2O stb. (2x0,5 p)
b2) 2H2SO4 + Cu ® CuSO4 + SO2 + 2H2O
2H2SO4 + 2Ag ® Ag2SO4 + SO2 + 2H2O stb. (2x0,5 p)
c1) 6HCl + Fe2O3 ® 2FeCl3 + 3H2O 6HCl + Fe2S3 ® 2FeCl3 + 3H2S 3HCl + Fe(OH)3 ® FeCl3 + 3H2O stb. (2x0,5 p)
C2) 6HCl + KClO3 ® KCl + 3H2O + 3Cl2
16HCl + 2KMnO4 ® 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
4HCl + MnO2 ® MnCl2 + 2H2O + Cl2 stb. (2x0,5 p)
2. a) - atom: semleges részecske, míg a többi töltéssel rendelkező részecske (0,75 p)
b) - kémiai kötés létrejötte – ez energia felszabadulással járó folyamat, a többi pedig energia befektetéssel megy végbe (0,75 p)
c) - HCl – poláris, míg a többi szimmetrikus szerkezete miatt apoláris molekula
(0,75 p)
d) - kémcsőállvány – ez a laboratóriumi eszköz nem használható melegítésre, míg a többi viszont használható (0,75 p)
3. a) Az emberi szervezet számára kis mennyiségben nélkülözhetetlen elemeket nevezzük mikorelemeknek (régebben „nyomelemeknek” nevezték, mert mennyiségüket az akkori analitikai módszerekkel nem lehetett pontosan meghatározni) (0,5 p)
A mikroelemek növekvő rendszámuk szerint a következők:
F, Si, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Sn, I (1 p)
b) Az egyik legjelentősebb mikroelem a vas. A férfi szervezet vastartalma 3,5 – 5 g, a nőké pedig 2,5 – 3 g. (0,75 p)
c) A vaskészlet 20 – 30 % - a a májban és a csontvelőben raktározódik el (ezek az ún. vasraktárok) (0,5 p)
d) A felnőtt szervezetben kb. 2 – 3 g Zn található. A legjobb cinkforrású táplálékok: máj, tojás, húsok, főleg tengeri állatok húsa). (0,75 p)
e) Z = 24: króm; kagylófélék, tojássárga, sörélesztő, sajtok, gabonaörlemények, húsok – a leggazdagabb krómtartalmú tápanyagok (0,5 p)
Z = 25: mangán; dió, mogyorófélék és gabonamagvak tartalmazzák jelentős mennyiségben (0,5 p)
f) A legkisebb rendszámú esszenciális mikroelem a fluor, amely a csontrendszerbe és a fogakba épül be. Emberi szervezetben kifejtett szerepe a csomtok kalcifikációjában van, ezáltal csökkenti a csontritkulás gyakoriságát és véd a fogszuvasodás ellen. Ez utóbbi hatása többrétű, mert a nyál által biztosított savas közegben csökkenti a fogzománc oldékonyságát és így fokozza a zománcképződési hajlamot. (1 p)
g) A legnagyobb rendszámú esszenciális mikroelem a jód, amely táplálékkal ionos formában jut a szervezetbe. (Jódban leggazdagabb a tengeri halak, kagylók). A jódanyagcserét gátló vegyületek a kelkáposztában, kelbimbóban, retekben, mustárban fordulnak elő. (1 p)
h) A fluor gátolhatja a jód felszívódását és ezáltal a jódhiányos golyva fejlődhet ki.
(0,25 p)
4. Az elemek történetével foglalkozó könyvek két elem nevének eredetével kapcsolatban is említik a „manót” hasonló összefüggésben.
Az egyik a kobalt; ez a név Paracelsus írásaiban fordul elő először, aki egy fémet jelölt vele (lehet, hogy valóban a kobalt volt). A tulajdonképpeni felfedezését 1735 – től számítják, amikor Georg Brandt (1694 – 1768) svéd kémikus egy tanulmányt írt a félfémekről, ahová a Co – t is besorolta. A név feltehetőleg a „cobalus” vagy „kobold” szóból származik, amely a germán mitológiában gonosz hegyi szellemet, manót jelent. Ez az elnevezés arra utal, hogy a középkori szász érchegység bányászai azt hitték, hogy rézércet bányásznak, de ebből a rezet sehogy sem sikerült kitermelni; helyette mindig egy más fém jelent meg. A monda szerint a koboldok (manók) űztek rossz tréfát a bányászokkal. (2,5 p)
A másik elem a nikkel; az elnevezés alnémet eredetű (szász tájnyelv): „Nickeln” föld alatti manó, ördögöcske. A középkori németországi bányászok már régóta ismertek egy barnás-vörös ércet, amely a rézhez hasonlít. Ebből viszont soha nem sikerült rezet kivonni, mindig kudarcot vallottak és ezt a manók művének tulajdonították. Dühükben el is nevezték a rőt színű anyagot „Kupfernickel” – nek = rézmanó (hamis réz). (Egyes kémia történészek angol eredetűnek vélik a kifejezést). A mai nikkel elnevezés a svéd vegyész Axel Fredrik Cronstedtől (1722 – 1805) származik, aki elsőként állította elő 1751- ben. (Az ő felfedezését ugyan kétségbe vonták, de 1775 – ben Bergmann vizsgálatai nyomán derűlt ki, hogy valójában új fémről van szó.) (2,5 p)
5. A középkori és újkori leírások alapján kb. 20 % Sn és 80 % Cu – tartalmú ötvözetekből készítik a harangokat. A korábbi harangok óntartalma ennél magasabb volt; ez a hangjukat ugyan csengőbbé tette, de az anyag ridegebb és törékenyebb volt.
(2 p)
6. Az egyik és elsődleges szempont az időrendi sorrend, ezen belül pedig a mondatok tartalma határozza meg a helyes logikai sorrendet. (1 p)
5 – 9 – 6 – 4 – 7 – 1 – 8 – 10 – 3 – 2 (5 p)
7. a) Adott tömegű anyag sűrűségét a r = m/V összefüggésből következően csak a térfogata (V) határozza meg; ennek nagysága viszont a hőmérséklet függvénye. Általános szabály, hogy a hőmérséklet növekedésével az anyagok „kitágulnak” = nő a térfogatuk. A szilárd kristályos állapot az anyagot alkotó részecskék lehető legszorosabb és szabályos illeszkedését jelenti, amely ugyanakkor az adott számú részecske által elfoglalt legkisebb helyet feltételezi. A hőmérséklet emelkedése szolgáltatja azt az energiát, amely az alkotó részecskék közötti vonzóerőt fokozatosan megszünteti, ezek eltávolodnak egymástól (folyékony állapot jellemzője) és ezáltal nagyobb térfogatú helyet foglalnak el. (2 p)
b) A magyarázat ugyanaz, mint az előző pontban: a hőmérséklet emelkedése szolgáltatja azt az energiát, amely a folyadék állapotban levő részecskék közötti vonzóerőt fokozatosan megszünteti és így azok még távolabb kerülnek egymástól. Ezért a folyadék állapothoz viszonyítva még nagyobb térfogatú helyet foglalnak el, ami a r = m/V összefüggés alapján a sűrűség csökkenését eredményezi. (1 p)
c) Amennyiben a jég – víz rendszer az általános szabályokat követné, akkor a folyók, tavak „alulról” fagynának be, vagyis a megszilárdulás a hőmérséklet csökkenésével lentről kezdődne és fokozatosan jutna el a víz felszínéig, de a vizek élővilága nem vészelné át ezt a folyamatot: a halak, vízi állatok, vízi növények elpusztulnának. Az így befagyott vizek felolvasztásához valószínű, hogy a legforróbb nyár melege sem lenne elegendő. Baj lenne az esőzésekkel is, mert a Nap melege nem lenne elegendő kellő mennyiségű víz elpárologtatásához, mert annak energiája nagy részben a jég megolvasztására fordítódna. A jelenség a Föld elsivatagodásához vezetne. (2,5 p)
8. a) Kb. 9 – 10 % - kal kisebb (0,5 p)
b) Kb. 90 % -a (9/10 –ed része) az úszó jégnek a víz felszíne alatt marad. (0,25 p)
c) A hajó kormányosa csak a sodródó jégtömb vízfelszín fölötti részét láthatja és a vízbe levő kb. 9-szer nagyobb jégtömböt – annak alakját, méretét – nem látja. Ezzel magyarázható, hogy sokszor nem tudtak a hajósok biztonságosan elhajózni a jéghegy mellett és azzal összeütköztek. (0,5 p)
d) A „Titanic” nevű utasszállító luxusgőzös 1912 április 14.-én bekövetkezett tragédiája. (0,5 p9
9. a)-ban található kloridionok anyagmennyisége: n = (100x0,1)/1000 = 0,01 mol
- a kloridionok száma: n = 0,01x6x1023 = 6x1021 db. (0,5 p)
b) –ben található kloridionok anyagmennyisége: n = 0,468/58,5 = 0,008 mol NaCl
- a kloridionok száma: 0,008x6x1023 = 4,8x1021 db. (0,5 p)
- különbség: 6x1021 – 4,8x1021 = 1,2x1021 db. kloridionnal van több az oldatban (0,5 p)
% -ban kifejezve a szilárd NaCl – hoz viszonyítva: 1,2x1021 x100 / 4,8x1021 = 25 % - kal tartalmaz több kloridiont az oldat, mint a szilárd NaCl. (0,75 p)
10. Kísérlet:
A kristályos szóda képlete: Na2CO3 . 10H2O . Hevítés hatására a kristályvíz gőz formájában fokozatosan eltávozik és a kémcső hidegebb, felső részén lecsapódik.(1,25 p)
b) A szódában levő Na+ - ionok sárgára színezil a lángot. (0,5 p)
c) Heves pezsgés figyelhető meg és a kémcső szájához tartott égő gyújtópálca elalszik:
Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + H2O + CO2
A heves pezsgést a felszabaduló CO2 gáz idézi elő, amely nem táplálja az égést és ezért alszik el az égő gyújtópálca. (1,75 p)
d) Amennyiben a becsomagolás szorosan történik, a selyempapír nem gyullad meg (nem ég el), legfeljebb megperzselődik. A hevítés hatására nemcsak a kristályvíz távozik, hanem a szóda bomlása is megindul, CO2 gáz szabadul fel és mivel az égést nem táplálja, így megakadályozza a papír égését is. (1,5 p)
(Megjegyzés: amennyiben a selyempapír elég, az azt jelenti, hogy a csomagolást nem végezted megfelelően, levegővel érintkezett a szóda, így a felszabadult CO2 ellenére is volt ami biztosítsa a papír égését! – ebben az esetben csak 1 p!)
11. Rejtvény: „Grafilogika” (fesd feketére)
a) (4 p)
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
5 |
3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
3 |
1 |
1 |
3 |
1 |
5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 |
5 |
1 |
1 |
5 |
1 |
5 |
5 |
7 |
1 |
3 |
5 |
1 |
1 |
7 |
5 |
1 |
5 |
1 |
1 |
2 |
5 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
5 |
1 |
5 |
1 |
5 |
1 |
5 |
0 |
5 |
1 |
5 |
1 |
7 |
0 |
5 |
1 |
1 |
0 |
7 |
2 |
1 |
0 |
5 |
1 |
5 |
1 |
7 |
1 |
5 |
1 |
5 |
1 |
0 |
7 |
2 |
1 |
1 |
3 |
0 |
||||||||||||||||||
0 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 |
3 |
5 |
3 |
3 |
1 |
3 |
3 |
1 |
3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
4 |
1 |
1 |
3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 |
3 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
3 |
1 |
1 |
3 |
1 |
4 |
1 |
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
b) Apolárisak azok a molekulák, amelyek „kifele nem mutatnak” töltést. (1 p)
c) - azonos atomokból felépülő molekulák esetében; pl. H2 , Cl2, P4, stb
- különböző atomokból felépülő (poláris kovalens kötést tartalmazó) térben szimmetrikus szerkezetű molekulák ; pl. CH4 , CO2 , SO3, stb. (2 p)