TAKÁCS CSABA KÉMIA EMLÉKVERSENY, IX. osztály, I. forduló

TAKÁCS CSABA KÉMIA EMLÉKVERSENY,

IX. osztály, I. forduló - megoldás

2009 / 2010 –es tanév, XV. évfolyam

1. A) Valamilyen anyag alkotója:

Pl. Hidrogén; H; Z=1; görög; „vízképző”, mert a víz összetételében megtalálható.

Vagy: alumínium; Al; Z=13; latin: „alumen = timsó, ennek az összetételében is megtalálható. Stb.

B) Szín:

Pl. Klór; Cl; Z=17; görög; „chloros” = zöldessárga, halványzöld színű gáz;

Vagy: Jód; I; Z=53; görög, „ioeidész” = ibolyaszín, gőzeinek színére utaló elnevezés, stb.

C) Szag:

Bróm; Br; Z=35; görög; „bromosz” = bűzös; kellemetlen szagára utal. Vagy: Ozmium; Os; Z=76; görög; „oszme” = szag; egyik oxidja (OsO₄) jellegzetes szagú vegyület. Stb.

D) Földrész (kontinens):

Amerícium; Am; Z=95; Amerikáról, mert a periódusos rendszerben az európium alatt található;stb.

E) Reakcióképesség:

Argon; Ar; Z=18; görög; „argosz” = lusta; kémiailag „lusta”, vagyis nem vegyül; stb.

F) A felfedező személyével kapcsolatos:

Gallium; Ga; Z=32; latin; Gallia = Franciaország régi neve, a felfedező (Lecoq de Boisbaudran) hazája. Vagy: Germánium; Ge; Z=32; latin; Germánia = Németország, a felfedező (Klemens Winkler) hazája. Stb.

G) Híres kémikusok, fizikusok tiszteletére:

Fermium; Fm; Z=100; Enrici Fermi olasz atomfizikus (1901-1954). Vagy: Nobélium; No; Z=102; Alfred Nobel (1833-1896) svéd robbanóanyag-gyáros, a dinamit felfedezője. Stb.

H) A felfedezés helye:

Hafnium; Hf; Z=72; Hafnia = Koppenhága; a felfedezők (Hevesy György és Coster Dirac) itt fedezték fel. Vagy: Kalifornium; Cf; Z=98; Kaliforniában állították elő. Stb.

I) Bolygók:

Hélium; He; Z=2; görög; Heliosz = Nap, a Nap színképében fedezték fel (Jannsen és Lockyer).Stb.

J) Halmazállapot:

Higany; Hg; Z=80; magyar = híg anyag, mivel folyékony halmazállapotú; görög: „hydrargyrum” = vízezüst, a halmazállapotára és ezüsthöz hasonló fényére utal. Stb.

K) Anyag, amelyből előállították

Kálium; K; Z=19; arab; „al kali” = hamu, ebből vonták ki (a fa elégetéséből nyert hamuból). Vagy: Szilícium; Si; Z=14; latin; „szilex” = kovakő (kő, kavics), ebből állították elő. Stb.

L) Mitológia:

Nióbium; Nb; Z=41; görög mitológia szerint Nióbe, Tantalusz leánya; utalás arra, hogy a Nb a Ta-lal együtt fordul elő. Vagy: Palládium; Pd; Z=46; görög mitológia - Pallas Athen - a bölcsesség istennője; egy évvel az elem felfedezése előtt fedezték fel a Pallas kisbolygót. Stb.

(10x0,6 p)

2. n = 8 főkvantumszámhoz (=elektronhéj) tartozó lehetséges mellékvantumszámok: (=alhéj)

l = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Az ezekhez tartozó lehetséges mellékvantumszámok (=orbitál):

-l, 0, +l Þ (0,5 p)

l = 0 Þ m = 1; l = 1 Þ m = 3; l = 2 Þ m = 5; l = 3 Þ m = 7; l = 4 Þ m = 9;

l = 5 Þ m = 11; l = 6 Þ m = 13; l = 7 Þ m = 15. (1,0 p)

Tehát: 1+3+5+7+9+11+13+15 = 64 orbitál tartozi a 8-as főkvantumszámhoz. (0,5 p)

(Másképpen: elektronszám = 2x8²=128 Þ orbitálok száma = 128/2 = 64)

3. a) - a kén hidridjei; - szulfánok; - hidrogén-poliszulfidok. (0,5 p)

b) H₂S; hidrogén-szulfid; kénhidrogén; dihidrogén-szulfid. (0,4 p)

c) Kellemetlen (undorító) szagú, nagyon mérgező gáz. (0,5 p)

d) Bénítja a szaglóidegeket: már 5 ppm koncentrációnál irritáló; hányingert és fejfájást okoz 10 ppm-nél; azonnali bénulást, majd halált okoz 100 ppm-nél. (Toxicitása és veszélyessége gyakorlatilag megegyezik a HCN-éval.) (1,0 p)

e) A poliszulfánok=hidrogén-poliszulfidok: H₂S_n, n = 2-8, sárga - vörösbarna folyadékok. (0,5 p)

f) H₂S₃ : H-S-S-S-H ; triszulfid (0,25 p)

H₂S₅ : H-S-S-S-S -S -H ; pentaszulfid; (0,5 p)

H₂S₇ : H-S-S-S-S -S -S -S -H ; heptaszulfid. (0,5 p)

4. a) NH₄NO₃ ® N₂O + 2H₂O (t^o<300^oC) vagy 2NH₄NO₃ ® 2N₂ + O₂ + 4H₂O (t^o>300^oC) (0,75 p)

b) NH₄NO₂ ® N₂ + 2H₂O (0,5 p)

c) 3(NH₄)₂SO₄ ® 3SO₂ + 4NH₃ + N₂ + 6H₂O (0,75 p)

d) (NH₄)₂CO₃ ® CO₂ + 2NH₃ + H₂O (0,75 p)

e) (NH₄)₂S₂O₈ ® (NH₄)₂SO₄ + SO₂ + O₂illetve a c) alapján:

3(NH₄)₂S₂O₈ ®6SO₂ + 4NH₃ + N₂ + 6H₂O + 3O₂ (1,0 p)

f) 2NH₄ClO₄ ® 2HCl + N₂ + 3H₂O + 5/2O₂ (0,75 p)

g) (NH₄)₂Cr₂O₇ ®Cr₂O₃ + 4H₂O + N₂ (0,75 p)

h) 2(NH₄)₂CrO₄ ®Cr₂O₃ + 5H₂O + N₂ + 2NH₃ (1,0 p)

5. a) A szénbányákban elsősorban a sújtólég (CH₄-gáz) okozhat robbanásveszélyt. A CH₄-gáz

feldúsulása a levegőben (CH₄/O₂ arány) robbanást eredményez. (0,5 p)

b) A kanári madár a levegő oxigéntartalmának függvényében „sárgából döglöttbe csap át” - korabeli megfogalmazás - ha ezt látták a bányászok akkor tudták, hogy nem mehetnek le, mert a CH₄ koncentráció elérheti a robbanási arányt és a bányában nincs meg az élet fenntartásához szükséges oxigén-koncentráció. (1,5 p)

6. a) konyhasó: NaCl; (0,3 p) b) mészvíz: telített Ca(OH)₂-oldat; (0,4 p)

c) trisó: Na₃PO₄•12H₂O; (0,3 p) d) vízgáz: CO + H₂ keverék; (0,4 p)

e) timsó: KAl(SO₄)₂•12H₂O; (0,4 p) f) fixirsó: Na₂S₂O₃ ; (0,3 p)

g) sziksó: Na₂CO₃•10H₂O ; (0,3 p) h) szarvasagancssó: (NH₄)₂CO₃ ; (0,5 p)

i) vízüveg: Na₂SiO₃•3H₂O ; (0,3 p) j) választóvíz: tömény HNO₃-oldat; (0,3 p)

k) keserűsó: MgSO₄•7H₂O ; (0,3 p) l) oxigénesvíz: H₂O₂ ; (0,3 p)

m) királyvíz: 3 tf. HCl-oldat+1 tf. HNO₃-oldat; (0,5 p)

S. sz	Szimbó-lum	Vegyjel / név	S. sz	Szimbó-lum	Vegyjel / név	S. sz	Szimbó- lum	Vegyjel / név
1.	·	H, hidrogén	18.	¹¾	*Si,* *szilícium*	35.	·‘	*Hg,* *higany*
2.	Œ	*B, bór*	19.	‹‰	*Ar,* *argon*	36.	Œ¾	*Bi,* *bizmut*
3.		F, *fluor*	20.	Á‹	*Ca,* *kalcium*	37.	‹Ž	*At,* *asztácium*
4.	¸	K, *kálium*	21.	Á‰	*Cr,* *króm*	38.	‰	*Fr,* *francium*
5.	»	O, *oxigén*	22.	À¾	*Ni,* *nikkel*	39.	·¹	*Hs,* *hassium*
6.	’	U, *urán*	23.	‘‹	*Ga,* *gallium*	40.	‰‘	*Rg,* *roentgenium*
7.	½	P, *foszfor*	24.	‹¹	*As,* *arzén*	41.	Àº	*Nd,* *neodímium*
8.	¾	I, *jód*	25.	Œ‰	*Br,* *bróm*	42.	‡’	*Eu,* *európium*
9.	¿	V, *vanádium*	26.	Œ¸	*Bk,* *berkélium*	43.	½‹	*Pa,* *protaktínium*
10.	À	N, *nitrogén*	27.	»	*Mo,* *molibdén*	44.	‹	*Am,* *amerícium*
11.	Á	C, *szén*	28.	Áº	*Cd,* *kadmium*	45.	½Ž	*Pt,* *platina*
12.	Â	Y, *ittrium*	29.	¹À	*Sn,* ón(stannum)	46.	ºÂ	*Dy,* *diszprózium*
13.	¹	S, *kén*	30.	Ž‡	*Te,* *tellúr*	47.	‰À	*Rn,* *radon*
14.	·‡	*He,* *hélium*	31.	‡	*Xe,* *xenon*	48.	À»	*No,* *nobélium*
15.	¾	*Li,* *lítium*	32.	Ž‹	*Ta,* *tantál*	49.	Ž·	*Th,* *tórium*
16.	‹	*Al,* *aluimínium*	33.	»¹	*Os,* *ozmium*	50.	‰’	*Ru,* *ruténium*
17.	‘	*Mg,* *magnézium*	34.	º¹	*Ds,* *darmstadtium*	(50x0,15=7,5 p)

8. - képlet: Na_xAl_yF_zÞ M = 23x + 27y + 19z

F-tartalom: M = 23x + 27y + 19z . . . . . . 100 %

19z . . . . . . . . . . . . . 54,29 % 1,437x + 1,687y = z (1) (2,5 p)

- a kémiai összetétel alapján a töltések algebrai összege: x + 3y = z (2) (1,0 p)

(1) és (2) Þ x/y = 1,313/0,437 = 3 Þ x/y = 3/1 (3)

(3) és (2) Þ X = 3y és 2x = z (1,25 p)

- ha : y = 1 Þ x = 3 és z = 6, a legegyszerűbb (atomviszonyt kifejező) képlet: Na₃AlF₆ (0,5 p)

9. a) Füst vagy esetleg láng megjelenése figyelhető meg. (0,5 p)

b) A KMnO₄ erélyes oxidálószer, amely a cc. kénsav-oldattal mangán-heptoxidot (Mn₂O₇) képez; ez utóbbi a keletkezése után azonnal elbomlik és a felszabaduló oxigén erélyesen oxidálja a jelenlévő szerves anyagokat (itt: etanol). (1,0 p)

2KMnO₄ + H₂SO₄® K₂SO₄ + 2HMnO₄ (0,75 p)

2HMnO₄ ® Mn₂O₇ + H₂O (0,75 p)

Mn₂O₇ ® 2MnO₂ + 3/2O₂ + Q (0,75 p)

10. a) (4,0 p)

KU 4	ME 8	NY 7	ÁS 5	ME 3	HI 6	YI 2	AK 9	AC 1
KA 6	ÉS 3	SO 1	KF 2	AS 7	UL 9	GB 8	LÁ 4	OL 5
JA 5	ON 2	ÁS 9	NT 1	ST 4	ET 8	ZÍ 7	IH 6	HI 3
ÁH 9	OK 1	TO 2	ÁN 3	EG 8	OK 4	AN 6	AZ 5	VÉ 7
YA 3	EM 5	GU 6	OZ 9	ÉS 1	SK 7	OZ 4	ED 8	SA 2
ER 7	* * 4	ÉS 8	LA 6	BE 5	LK 2	CS 3	AF 1	VE 9
OT 2	ZE 9	BE 4	IN 7	TÁ 6	OG 1	RP 5	ON 3	EK 8
KI 8	GÉ 7	SZ 5	FO 4	TH 9	TR 3	AK 1	ÓE 2	TH 6
EG 1	IÁ 6	IT 3	AL 8	LE 2	IC 5	ET 9	SI 7	LY 4

b) „A csontok és a fogak egyik fontos alkotó eleme és hiánya csontritkulást okoz. ** Befolyásolja az ember pszichikai hangulatát, hiánya szív és keringési megbetegedések kialakulásához vezethet.” (1,5 p)

c) Kalcium; lítium. (0,5 p)

d) A kalcium neve latin eredetű: calx, calcis = mész szavakból származik. A rómaiak homokból és mészből (CaCO₃ hevítéséből nyerték) készített habarcsot használtak, mert ez jobban ellenállt az itáliai nedves klímának, mint a részben dehidratált gipsz (CaSO₄•2H₂O) alapú egyiptomi habarcs. Ez utóbbit pl. a Gizeh-i Nagy Piramisnál használták, de ugyanakkor a Tutankamon sírban talált valamennyi vakolat is gipsz alapú volt. Tehát a kalciumot, vegyületei formájában már az ókorban ismerték, de tisztán előállítani csak 1808-ban sikerült Davynek (az elnevezés is tőle származik)elektrolitikus módszer segítségével a Sr-, Ba- és Mg-mal együtt. (1,5 p)

A lítiumot Arfvedson fedezte fel 1817-ben (Berzelius laboratóriumában). Különböző ásványokban mutatta ki a jelenlétét és ő nevezte el az elemet „lítiumnak” = lithosz (görög) = kő szó jelentése alapján, ezzel utalva az éles különbségre ezen elem eredete és Davy által már korábban felfedezett Na és K növényi eredete között. Davy állította elő a Li₂O-olvadék elektrolízisével 1818-ban. (1,0 p)