TAKÁCS  CSABA  KÉMIA  EMLÉKVERSENY,

IX. osztály, I. forduló - megoldás

2010 / 2011 –es tanév, XVI. évfolyam

1.  a) hamhalvag: KCl                                             b) kesernyhalvag: MgCl₂

      c) kesernyiblag: MgI₂                                         d) kénsavas haméleg: K₂SO₄

      e) kénsavas mészéleg: CaSO₄                             f) kénsavas szikéleg: Na₂SO₄

      g) légsavas haméleg: KNO₃                                 h) mészhalvag: CaCl₂  

      i) phosphorsavas mész:Ca₃(PO₄)₂                       j) szénsavas keseréleg: MgCO₃

      k) szénsavas kesreg: MgCO₃                               l) szénsavas kesreny: MgCO₃

      m) szénsavas mész: CaCO₃                                           n) szénsavas mészeny: CaCO₃

      o) szénsavas mészéleg: CaCO₃                            p) szénsavas szikeg: Na₂CO₃

      r) szénsavas szikeny: Na₂CO₃                             s) szénsavas szikéleg: Na₂CO₃

      t) szénsavas vas: FeCO₃                                     u) szénsavas vasélecs: FeCO₃

      v) szikhalvag: NaCl                                                      x) villósavas föld: Ca₃(PO₄)₂

                                                                                                                   (22x0,25=5,5 p)

2.  a)(1) A természetben található anyagok legnagyobb része: vegyület, vagyis különböző kémiai elemekből állnak.                                                                                  (0,75 p)

         (2) Ezek az elemek egy vegyület részei, amelyek hasonló jellegűek vagy kémiai kimutatási  reakciókkal a „darabjai” (atomok - atomcsoportok) megkülönböztethetők, kimutathatók.                                                                                              (0,75 p)

         (3) Sok esetben a vegyületek összetevői további alkotóelemekre bonthatók, de ezt a „bontogatást” végtelenül nem lehet folytatni, mivel a teljes elbontás után tovább nem bontható elemek keletkeznek, akár azért, mert ezek egyszerű anyagok (= kémiai elemek), akár azért, mert nincsenek eszközök, amelyek a kémiai elemek további bontását lehetővé tennék.                                                                                                              (1,0 p)

         (4) Az egyszerű anyagokat kémiai elemeknek nevezzük, amelyeknek száma évente növekedik.                                                                                                             (0,25 p)

      A (2)-mondat azt jelenti, hogy azonos elektronegativitású elemek alkothatják a vegyületet (ezek csak kovalens kötéssel kapcsolódhatnak, pl. CO₂, SO₂, CH₄, stb.) vagy ionos vegyületről is lehet szó, amelyek esetében az „egymástól elválasztható darabjai” az ionok szétválasztását, illetve kimutatását jelentik. Pl. CaCO₃, NaCl, stb.                 (2,5 p)

      A (3)-mondat arra utal, hogy az összetett ionokat tartalmazó vegyületek tovább bonthatók a csoportot alkotó atomok kimutatásáig, majd a bontási lehetőség ez után megszűnik, mert az atomok tovább nem bonthatók, részben azért, mert ezek „valósággal egyszerűek”, részben azért, mert az esetleges további bontáshoz nincsenek megfelelő eszközök (ez utóbbi az atomok bontását jelenti!).                      (2,0 p)

      b)

Z	Vegy-jel	Felfe-dezés éve	Z	Vegy-jel	Felfe-dezés éve	Z	Vegy-jel	Felfe-dezés éve	Z	Vegy-jel	Felfe-dezés éve
1	H	1766	3	Li	1817	4	Be	1798	5	B	1808
6	C	ókor	7	N	1772	8	O	1773-74	11	Na	1807
12	Mg	1808	13	Al	1825	14	Si	ókor	15	P	1669
16	S	ókor	17	Cl	1774	19	K	1807	20	Ca	1808
22	Ti	1791	23	V	1830	24	Cr	1797	25	Mn	1774
26	Fe	ókor	27	Co	1735	28	Ni	1751	29	Cu	ókor
30	Zn	1746	33	As	1250	34	Se	1817	35	Br	1826
38	Sr	1790	39	Y	1794	40	Zr	1789	41	Nb	1801
42	Mo	1778	45	Rh	1803	46	Pd	1803	47	Ag	ókor
48	Cd	1817	50	Sn	ókor	51	Sb	ókor	52	Te	1782
53	I	1811	56	Ba	1808	58	Ce	1803	73	Ta	1802
74	W	1783	76	Os	1803	77	Ir	1803	78	Pt	1741
79	Au	ókor	80	Hg	ókor	82	Pb	ókor	83	Bi	13.sz.
90	Th	1829	92	U	1789	--	--	--	--	--	--

           Z(0,02 p) - vegyjel(0,03 p)- felfedezés éve(0,05 p) = 0,1 p / elem; min 50 elem pontozása =  5,0 p

           (Megj. felfedezés évszáma +/- 1 év eltérés elfogadott!)

3.   Az atomoknak egyetlen olyan állapota van, az alapállapot, amelyben az elektronok a legerősebben kötődnek. Gerjesztett állapotba akkor kerül az atom, ha annyi energiát kap, amivel az elektron távolabb kerül az atommagtól, de még kötött marad - még hat rá az atommag vonzása, de kisebb erővel, mint az alapállapotban. (A gerjesztés megszűnésével az atom ismét alapállapotba kerül, miközben energiát sugároz, pl. fény formájában).                                (1,5 p)

4.  a) A „legdurvább” minőség, általában egyáltalán nem tisztított termék.              (0,5 p)

      b) Olyan tisztított termék, amely a legtöbb laboratóriumi, oktatási és preparatív célra felhasználható anyag.                                                                                           (0,75 p)

      c) Többszörösen tisztított, csak nagyon kis szennyeződést tartalmazó vegyszer, amely általános analitikai munkához, speciális preparatív és technológiai célokra használható.

                                                                                                                                (1,0 p)

      d) Ezek olyan nagy tisztaságú vegyszerek, amelyek kutatási célokra, illetve nagy pontosságú analitikai és fiziko-kémiai vizsgálatokhoz egyaránt felhasználhatók. Ennél a minőségi fokozatnál a csomagoláson fel kell tüntetni a szennyezés mennyiségét és minőségét.                                                                                            (1,25 p)

      e) Ezek olyan különlegesen tiszta vegyszerek, amelyekben a szennyeződés jelenlétét csak a legérzékenyebb analitikai módszerekkel lehet kimutatni. Az ilyen különlegesen tiszta vegyszerekhez a gyártó cégnek mindig mellékelnie kell azt a tisztasági bizonyítványt, amely részletesen felsorolja a termékben maradt szennyező anyagok minőségét és mennyiségét.                                                                                                     (1,5 p)

5. 

S. sz	Vegyület neve	Képlet	Oldódás		S. sz	Vegyület neve	Képlet	Oldódás
			Jó	Rossz				Jó	Rossz
1	cinkhidroxid	Zn(OH)2	--	X	14	istállósalétrom	Ca(NO3)2	X	--
2	ammónsalétrom	NH4NO3	X	--	15	foszforit	Ca3(PO4)2	--	X
3	Berthollet-féle só	KClO3	X	--	16	antimónvaj	SbCl3	X	--
4	Chilei-salétrom	NaNO3	X	--	17	céziumfoszfát	Cs3PO4	X	--
5	hamuzsír	K2CO3	X	--	18	cerusszit	PbCO3	--	X
6	kálilúg	KOH	X	--	19	„vízmentes” keserűsó	MgSO4	X	--
7	marószóda	NaOH	X	--	20	halit	NaCl	X	--
8	mésztej	Ca(OH)2	X	--	21	kalomel	Hg2Cl2	--	X
9	ólomakkumulátor-ban keletkezett só	PbSO4	--	X	22	magnezit	MgCO3	--	X
10	súlypát	BaSO4	--	X	23	patina  (2 vegyület)	CuCO3×Cu(OH)2	--	X
11	pokolkő	AgNO3	X	--	24	stronciumfluorid	SrF2	X	--
12	szalmiáksó	NH4Cl	X	--	25	tallium-(I)-szulfát	Tl2SO4	X	--
13	brémai kék	Cu(OH)2	--	X

                                           (Képlet:0,2 p/vegyület=5,0 p; oldékonyság:0,05 p/vegyület=1,25 p) = 6,25 p

6.  a) Rh-atom: Z = 45; A = 103 Þ N = 58                                                                   (0,25 p)

      - protonok száma: 45x6x10²³ = 27x10²⁴ db.                                                         (0,25 p)

      - elektronok száma:  45x6x10²³ = 27x10²⁴ db.                                                      (0,25 p)

      - neutronok száma: 58x6x10²³ = 348x10²³ db.                                                        (0,25 p)

      b) A  Rh³⁺ - ion a Rh-atomból keletkezik 3 e⁻ leadásával; mivel az elektronok tömege elhanyagolhatóan kicsi, ezért 1 mól Rh³⁺ - ion tömege = 1 mól Rh-atom tömege = 103 g/mol                                                                                                               (1,0 p)

      c) (a): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d⁷ , illetve az utolsó két alhéjban:

                                          

                                                                      vagy

           5s²                            4d⁷                                       5s¹                            4d⁸      

                                                                                                                              (0,5 p)

 

          (b)       Rh - 3 e⁻® Rh³⁺                               

                                                        5s¹                              4d⁵                               (0,5 p)

     A 3 elektron leadása a legnagyobb energiaszint(ek)ről történik; az adott konfigurációban a 4d alhéj a legnagyobb energiájú, de innen csak 2 e⁻ távozik, mert a megmaradt konfiguráció (=félig feltöltött alhéj) stabil, egy e⁻ pedig az előző, 5s energiaszintről szakad le.                                                                                  (0,75 p)

d)  Rh₂(SO₄)₃                  M = 2x103+(32+4x16)x3 = 494 g/mol                           (0,75 p)

7.  a) Az Al nagyon könnyen reagál a levegő oxigénjével, a fém felületén stabil Al₂O₃ réteg alakul ki, amely megvédi a kémiai behatásoktól. Ahhoz, hogy az alumínium reakcióit lehessen követni, el kell távolítani ezt az oxid réteget.                                                         (1,0 p)

      b) A (4), (5) és (6)-os kémcsövekben az Al-fólia felületén gázbuborékok jelennek meg.

                                                                                                                              (0,75 p)

          A desztillállt vizet tartalmazó kémcsőben egy idő után az oldat zavaros lesz a keletkezett Al(OH)₃ – csapadék jelenléte miatt.                                                           (0,5 p)

      Az (1), (2) és (3)-as lémcsövekben végbemenő változás nem látható, de esetleg egy idő után, miután az Al₂O₃ réteg reagált a HCl- és NaOH-oldatokkal, ugyanúgy észlelhető a gázfejlődés az (1) és (2) kémcsövekben, mert az oxid réteg alatt a tiszta Al marad.      (0,75 p)

      c)  (1) Al₂O₃ + 6HCl ® 2AlCl_3(aq) + 3H₂O                                                                 (0,25 p)

           (2) Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O ® 2Na[Al(OH)₄]_(aq)                                                   (0,75 p)

           (4) 2Al + 6HCl ® 2AlCl_3(aq) + 3H₂­                                                                    (0,25 p)

           (5) 2Al + 2NaOH + 6H₂O ® 2Na[Al(OH)₄]_(aq) + 3H₂­                                           (0,75 p)

           (6) 2Al + 6H₂O ® 2Al(OH)_3(aq) + 3H₂­                                                                (0,5 p)

      d) Olvadáspontja magas, sűrűsége kicsi, kiválóan megmunkálható, jó elektromos vezető.                                                                                                    (1,0 p)

      e) (1) „Agyagezüst”-nek is nevezték, mert agyagszerű ércből, a Les Baux nevű dél-franciaországi község mellett található „bauxitból” nyerték.                               (0,75 p)

           (2)  bauxit ® Al₂O₃        Al₂O₃ + 3Cl₂® 2AlCl₃ + 3/2O₂                                   (0,5 p)

                AlCl_3(g) + 3Na_(f)® 3NaCl + Al¯                                                                 (0,5 p)

          (3) Az így előállított Al ára ekkor az arany árával vetekedett, mert a (2)-ben megadott előállítási folyamatok nagyon költségesek voltak.                                                   (1,0 p)

8.  a)                                                                                                                     (3,5 p)

      b) keserhalvag: MgCl₂; villósavas-timföld: AlPO₄; szénsavas-cseléleg: MgCO₃; kénsavas-haméleg: K₂SO₄; szénsavas-szikéleg: Na₂CO₃ .

                                           (nevek: 5x0,1p=0,5 p és képletek: 5x0,35 p = 1,75 p; összesen= 2,25 p)