IX

IX. osztály, II. forduló, megoldás

2011 / 2012 –es tanév, XVII. évfolyam

1. a) - az atomban a számuk megegyezik: A, B (0,4 p)

b) - negatív elektromos töltésű részecske: B (0,2 p)

c) - a kémiai folyamatokban ezek vesznek részt: B (0,2 p)

d) - egy elem izotópjaiban a számuk különbözik: C (0,2 p)

e) - az atom tömegét meghatározó elemi részecskék: A, C (0,4 p)

f) - számuk megváltozása során jönnek létre az atomokból az ionok: B (0,2 p)

g) - tömege csak nagyon kis mértékben különbözik a proton tömegétől: C (0,2 p)

h) - egy elem izotópjaiban a számuk megegyezik: A, B (0,4 p)

i) - pozitív elektromos töltésű részecske: A (0,2 p)

j) - tömege elhanyagolhatóan kicsi: B (0,2 p)

k) - az atom alapvető (= fontos) részecskéi: E (0,2 p)

l) - ezek alkotják a kovalens kötést: B (0,2 p)

m) - az atom tömegszámának és protonok számának különbsége jelöli a számukat: C (0,2 p)

n) - elektromos töltés szempontjából semleges részecske: C (0,2 p)

o) - tömege megegyezik az atom tömegével: D (0,2 p)

p) - egy elem izotópjaiban számuk megegyezik az elektronok számával: A (0,2 p)

q) - az atom Z rendszámát jelölő részecskék: A, B (0,4 p)

r) - az atom semlegességéért felelős részecskék: A, B (0,4 p)

s) - az atom tömegszámának és neutronok számának különbsége jelöli a számukat: A (0,2 p)

t) - egy elem izotópjaiban számuk megegyezik a protonok számával: B (0,2 p)

u) - az atomból anion képződéskor a számuk nő: B (0,2 p)

v) - az atomból az ionképződés során számuk változatlan marad: A, C (0,4 p)

x) - az atommagban található részecskék: A, C (0,4 p)

y) - ionos kötés kialakításában résztvevő részecskék: B (0,2 p)

z) - a H⁺-ionnal azonos elemi részecske: A (0,2 p)

2. a) A) 2 H₂ + O₂ ® 2H₂O (0,5 p)

B) Mg + Cl₂ ® MgCl₂ (0,25 p)

C) CaO + H₂O ® Ca(OH)₂ (0,25 p)

D) CH₄ + 2O₂ ® CO₂ + 2H₂O (0,25 p)

E) 2Na + Cl₂ ® 2NaCl. (0,5 p)

F) CaCO₃ ® CaO + CO₂ (0,75 p)

G) Fe₂O₃ + 2Al ® 2Fe + Al₂O₃ (0,25 p)

H) N₂ + 3H₂ ® 2NH₃ (0,5 p)

I) CuSO₄ + Fe ® Cu + FeSO₄ (0,5 p)

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Egyesülés	X	X	X		X			X
Bomlás						X
Cserebomlás							X		X
Égés	X			X
Exoterm reakció	X	X	X	X	X		X	X
Endoterm reakció						X

(18x0,2 = 3,6 p)

3. a) As, arzén, Z = 33 (0,75 p)

b) Pl. mireny, férjeny, himany, légykő, örökösödési por, rozsnyika, maszlagértz, felségmaszlag, stb. (1,0 p)

c) Napóleon (0,25 p)

d) Az As₂O₃ – igen erős méreg; max. 0,1 g a halálos dózis. Amennyiben viszont kis adagokban kerül a szervezetbe, akkor az hozzászokik és olyan mennyiséget is elvisel, ami már halálos lenne. (1,0 p)

e) Izotópjai: 73-as, 74-es és 75-ös tömegszámúak. A stabil a 75-ös tömegszámú. (1,0 p)

f) +3, -3, +5 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p³vagy: [Ar]4s²3d¹⁰4p³ (1,5 p)

g) Paul Erlich; a gyógyszer neve: Salvarsan („sal arsenicum” kifejezésből = dícsőség az arzénnek); 1908-ban kapott orvostudományi Nobel-díjat az immunitás terén végzett munkáinak elismeréséért. (1,25 p)

h) III. vegyérték: H₃AsO₃ – arzénessav (vagy: HAsO₂ ; H₄As₂O₅); sói az arzenitek;

V. vegyérték: H₃AsO₄ - arzénsav; sói az arzenátok. (1,5 p)

4. a) Lilás-piros színű, mivel a meszes víz Ca(OH)₂ oldatot jelent, amely bázikus kémhatású. (A színtelen fenolftalein bázikus oldatban válik lilás-piros színűvé). (0,5 p)

b) Száraz jég = CO₂ , ez a meszes víznek a víztartalmával reagál: CO₂ + H₂O Û H₂CO₃

- a H₂CO₃ a bázikus közeggel reagál:

H₂CO₃ + Ca(OH)₂ ® CaCO₃¯ + 2H₂O - csapadék képződés;

- a folyamatos H₂CO₃ keletkezése az oldat elszíntelenedését eredményezi;

- megj. a fenolftalein csak bázikus közegben lilás-piros színű;

- a szénsavas oldat feloldja a keletkezett csapadékot, vagyis oldódó Ca(HCO₃)₂ –tá alakítja:

CaCO₃ + H₂CO₃ ® Ca(HCO₃)₂ (3,75 p)

5. a) Z = 114, ununquadium, Uuq és Z = 116, ununhexium, Uuh (1,5 p)

b) Z = 114: livermorium, Lv és Z = 116: flerovium, Fl (1,0 p)

c) Z = 114: a kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumról kapta a nevét, ahol igazolták ennek az elemnek e létrehozását.

Z = 116: Georgij Nyikolajevics Flerov (1913 – 1990) „szovjet” atomkutatóról kapta a nevét, aki a dubnai (Oroszország) Egyesített Atomkutató Intézetének a Flerov Laboratórium megalapítója volt, ahol több Z > 100 elemet állítottak elő. (1,5 p)

Megj. bizonyos források a két elnevezést felcserélve adják meg, ezért ezt is elfogadom!!!

6. 50 mmol = 50x10^-3 mol = 0,05 mol Fe izotóp összetétele:

n(⁵⁴Fe) = 50x5,81/100 = 2,905 mmol ⁵⁴Fe = 2,905x10^-3 mol ⁵⁴Fe

n(⁵⁶Fe) = 50x91,64/100 = 45,82 mmol ⁵⁶Fe = 4,582x10^-2 mol ⁵⁶Fe

n(⁵⁷Fe) = 50x2,21/100 = 1,105 mmol ⁵⁷Fe = 1,105x10^-3 mol ⁵⁷Fe

n(⁵⁸Fe) = 50x0,34/100 = 0,17 mmol ⁵⁸Fe = 0,17x10^-3 mol ⁵⁸Fe (2,0 p)

- a protonok száma: 0,05x26x6,023x10²³ = 7,83x10²³ db. proton (1,0 p)

- a neutronok száma különbözik az egyes izotópokban: N = A – Z

N(⁵⁴Fe) = 28 neutron; 2,905x10^-3x28x6,023x²³ = 4,9x10²² neutron;

N(⁵⁶Fe) = 30 neutron; 4,582x10^-2x30x6,023x²³ = 82,8x10²² neutron;

N(⁵⁷Fe) = 31 neutron; 1,105x10^-3x31x6,023x²³ = 2,063x10²² neutron;

N(⁵⁸Fe) = 32 neutron; 0,17x10^-3x32x6,023x²³ = 0,327x10²² neutron; (1,5 p)

- neutronok száma összesen az 50 mmol vasban: 90,09x10²² db. neutron (0,5 p)

MEGJEGYZÉS: a feladat eredeti szövegében 0,34 % ⁵⁸Fe van és a kérdés proton és neutronszámra vonatkozik – a fenti megoldás ennek megfelelően van megadva.

A beküldött megoldásokat természetesen a megadott „téves” feladat adatai alapján értékelem.

7. a) (1) A hevítés során a kémcsőben levő fadarabok színe fekete lesz. (0,25 p)

(2) Tarts égő gyújtópálcát az üvegcső szájához. A kiáramló gázok az égő gyújtópálcát meggyújtja , a gőzök pedig lecsapódnak a kémcső hidegebb részein. (0,5 p)

(3) A kémcsőben keletkező barna színű folyadék a fakátrány. (0,25 p)

(4) A visszamaradó szilárd termék neve: faszén. (0,25 p)

(5) A leírt kísérlet neve: a fa száraz desztillációja, amely energiaváltozás szerint endoterm folyamat. (0,75 p)

(6) A visszamaradó szilárd termék porózus szerkezetű, mert a gőzök, gázok távozása során „üregek, lyukak” maradnak. (0,5 p)

b) A kísérletben keletkezett ún. faszén fajlagos felülete további eljárásokkal növelhető és ezt nevezik „aktív szénnek”. Tehát a hasonlóság: mindkettő porózus; különbség: a tömegegységre számított fajlagos felület nagyságában van. (1,0 p)

c) A faszénen átszűrt oldat nem lett teljesen színtelen, míg az orvosi szénen átszűrt oldat színtelen lett. A kísérlet bizonyítja a b)-pont válaszát: nagyobb fajlagos felület több anyagot tud megkötni. (Jelen esetben a gyümölcs színanyagát részben vagy teljesen megköti.) (1,25 p)

d) A folyamatot adszorpciónak nevezzük, ami felületi megkötődést jelent: az adszorbens (jelen esetbe a faszén, aktív szén) felületéhez másodlagos kötésekkel kapcsolódnak különböző molekulák (a kísérletben színanyagok), amelyek megfelelő körülményeken onnan eltávolíthatók. (1,0 p)

8. a) (4,0 p)

²P

⁵ I

¹ A

⁸U

⁴ R

³ E

⁹ S

⁶Ó

⁷ D

⁸ Z

⁶ D

⁹ E

²S

⁵ N

⁷ S

⁴ E

³ R

¹ O

³ Ő

⁷P

⁴ C

⁹R

¹ R

⁶ O

² F

⁸ O

⁵S

¹ T

⁸ A

⁷N

⁶ A

⁹ N

⁵ B

³ A

⁴ I

² J

⁹E

⁴ É

²M

¹ E

³ F

⁸ J

⁵M

⁷S

⁶ E

⁵ C

³ E

⁶ S

⁷ Ö

² L

⁴ G

⁸K

¹L

⁹ K

⁷O

¹ E

³ A

⁵ A

⁸M

⁹ S

⁶ T

² N

⁴ Z

⁶ Ö

⁹ K

⁸ E

⁴ R

⁷ V

²G

¹ U

⁵ N

³ Á

⁴S

² D

⁵ É

³ É

⁶ V

¹ E

⁷E

^· 9

⁸ L

b) „A periódusos rendszer főcsoportjaiban a nemfémes jelleg csökken az atomsugár növekedésével.” (1,5 p)

c) Nemfémes jelleg = elektronegatív jelleg, az adott atom elektronvonzó képességét jelenti. Ez a képesség annál gyengébb, minél távolabb van az elektronhiányos héj az atommagtól, mivel ebben az irányban csökken a pozitív töltésű atommag vonzóereje.

(2,0 p)

MEGJEGYZÉS: A jelzett helyen a reláció jel téves volt a feladatlapon, így a javításnál ezt figyelembe veszem. Szerencsére ez nem okozott gondot, azoknak akik a rejtvény megoldásával foglalkoztak, mert kizárásos alapon kiderült a tévedés.