Beküldési határidő: 2013.
márc. 25.
Név:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Helység / iskola: . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kémia tanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
TAKÁCS CSABA KÉMIA EMLÉKVERSENY, IX. osztály, III. forduló,
2012 / 2013 –as tanév, XVIII. évfolyam
1. Lacza Tihamér: Bűvös táblázat című könyvében (Lilium Aurum, Dunaszerdahely, 2006) olvastam, C.W. Wichel-Hans, 1868-ból származó kijelentését: „A két szénatom2x4 affinitásegységéből kettő felhasználódik az atomok együtt-tartására, hat fennmarad, amellyel más elemek atomjait kötheti meg.”
a) Mit jelent a mai szaknyelven itt az „affinitás” fogalma, amely a XIX. században második születet? (0,5 p)
b) Milyen kapcsolódást jelöl az idézet „2x4 affinitásegységéből kettő felhasználódik” kijelentése?
(0,5 p)
c) Az a) és b)-válaszok, valamint a „hat fennmarad, amellyel más elemek atomjait kötheti meg” idézet alapján írd fel a legegyszerűbb vegyület szerkezetét! (0,75 p)
2. Lacza Tihamér: Bűvös táblázat című könyvében (Lilium Aurum, Dunaszerdahely, 2006) olvastam:
„1860-ban Bunsen dürkheimi ásványvizeket elemezve felfigyelt egy érdekes spektrumra, amely egyszerűségében a lítium spektrumára emlékeztetett és két, jellegzetes kék vonalat tartalmazott. Korábban ilyesmivel nem találkozott, ezért arra következtetett, hogy egy ismeretlen elemmel, ….van dolga. 44 ezer liter ásványvízből sikerült néhány grammnyit előállítania az anyagból, amely élénkkék színüre festette meg a gázégő lángját”.
a) Melyik elem felfedezéséről szól az idézet? (Név, vegyjel, Z) (0,75 p)
b) Minek alapján kapta ez az elem az elnevezését, mire utal ez és honnan származik?
(0,75 p)
c1) Hányadik helyen áll ez az elem a stabil, természetes fémek olvadáspontjának növekvő sorrendjében? (0,25 p)
c2) Mennyi a kérdéses fém és a fenti sorozatban előtte álló fém(ek) o.p. értéke? (0,5 p)
c3) Hányadik helyen áll ez a fém a stabil, természetes (=nem radioaktív) kémiai elemek olvadáspontjának növekvő sorrendjében? Töltsd ki az alábbi táblázatot a kérdéssel kapcsolatos adatokkal o.p. növekvő sorrendjében! (3,25 p)
|
S.sz. |
Elem neve |
Vegyjel |
Z |
O.p. (oC) |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
d) Add meg a fém hidroxidjának képletét és a bázisok erősségének csökkenő sorrendjében elfoglalt helyét. (0,5 p)
3. Lacza Tihamér: Bűvös táblázat című könyvében (Lilium Aurum, Dunaszerdahely, 2006) olvastam:
„Az atomokat és az atomelméletet egy 1675-ben megjelent tankönyv, Nicolas Lemerey (1645 – 1715)
munkája is népszerűsítette, s meglepő megállapításokat is tartalmazott az atomok alakját illetően.
Lemerey a ’savatomokat’ – miután a savoldat ’szúró érzést’ keltett a nyelvén és a bőrén – tűalakúaknak
képzelte el, míg a ’lúgatomokat’ szivacsos felületűeknek, s amikor a kétféle atom sóvá egyesült, ez
szerinte úgy történt, hogy a tűhegyek beszúródtak a szivacs pórusaiba, s a képződött anyag, már nem
volt ’csípős’.”
a) Mai értelmezés szerint miért helytelenek a „savatom” és „lúgatom” kifejezések?
(1,0 p)
b) „A kétféle atom sóvá egyesült” – Lemerey megfogalmazásában, mit jelent mai értelemben figyelembe véve az a)-választ? (A folyamat megnevezése és meghatározása.) (1,25 p)
c) Mire vonatkozik „a képződött anyag már nem volt csípős” kijelentés? Magyarázat az előző válaszok alapján! (1,25 p)
d) Véleményed szerint mennyire szemléletesek az idézetben szereplő anyagok tulajdonságai és a közöttük végbemenő ’kapcsolódás’ ? (Válaszodban vedd figyelembe, hogy több, mint 300 évvel ezelőtt leírt értelmezésről van szó!) (2,0 p)
4. Azonosítsd a periódusos rendszer elemeit az alábbi kijelentések alapján! Válaszodban tüntesd fel:
a) Az elem vegyjelét és mellette a kijelentés sorszámát (ez nem rendszám!) a mellékelt
periódusos rendszerben.
b) Minden esetben számítással/magyarázattal indokold a válaszodat.
Megj. egy elem többször is szerepelhet a megoldásban (több szám a négyzetben!)
(1) 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. (0,25 p)
(2) A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. (0,25 p)
(3) 2 mól atomjának tömege 32 g. (0,25 p)
(4) +2 töltésű ionjában 54 elektron található. (0,25 p)
(5) Két elektronhéja van és ezek teljesen feltöltöttek. (0,25 p)
(6) 18x1023 db. atomjának tömege 120 g. (0,25 p)
(7) Az egyetlen vegyértékelektronja a 4. elektronhéjon található. (0,25 p)
(8) A legkisebb tömegszámú izotópja nem tartalmaz neutront. (0,25 p)
(9) -1 töltésű ionjában 36 elektron található. (0,25 p)
(10) 0,75 mól atomjának tömege 9 g. (0,25 p)
(11) 1x1023 atomjának tömege 1,5 g. (0,25 p)
(12) 3p alhéján maximális számú párosítatlan elektront tartalmaz. (0,25 p)
(13) A legkisebb energiájú d-alhéjon maximális számú párosítatlan elektront tartalmaz. (0,5 p)
(14) A legkisebb energiájú f-alhéjon maximális számú párosítatlan elektront tartalmaz. (0,5 p)
(15) A legnagyobb rendszámú elem (a jelenleg ismertek közül), amely a legtöbb párosítatlan elektronnal rendelkezik. (0,5 p)
(16) A megfelelő elemcsoport utolsó stabil tagja, amely -1 töltésű ionképzésre képes. (0,5 p)
(17) Neutronjainak száma 42-nel több, mint a protonjainak a száma, tömegszáma pedig 43-nal több, mint a protonjainak a száma. (0,5 p)
(18) 15 telített alhéjat tartalmaz az elektronburok szerkezetében. (0,5 p)
(19) Neutronjainak a száma 100. (0,5 p)
(20) Vegyületeiben stabil oxidációs állapota +4, és a négy elektront 3 különböző alhéjról adja le.
(0,5 p)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Hány db. s-, p- és d-mezőn található elektron van az alábbi vegyületek 1 – 1 móljában
(= anyagmennyiségében)?
a) nátrium-klorid (1,3 p)
b) cézium-oxid (1,95 p)
c) tallium(III)-bromid (2,75 p)
A válaszaidat magyarázd az elemek, valamint a belőlük képződött ionok
elektronkonfigurációjának feltüntetésével.
6. „Matek a kémiában”
a) Melyik az a Z, amelynek faktoriális értéke a legközelebb áll az
Avogadro-állandó értékéhez? Válaszodat a megfelelő számok közötti matematikai műveletek
feltüntetésével igazold! (1,5 p)
b) Kb. hány %-os eltérés van a két számérték között? Válaszodat számítással igazold! (1,0 p)
7. Feladatok: „I” – „H” (igaz – hamis) kijelentések
Állapítsd meg, hogy az alábbi kijelentések közül melyek igazak (jelölés: I), illetve melyek
hamisak (jelölés: H)! Válaszodat minden esetben magyarázd meg feltüntetve a szükséges
adatokat, számításokat, stb.
a) 0,5 cm sugarú tömör szkandium golyó nehezebb, mint egy ugyanakkora, tömör alumínium golyó. (1,75 p)
b) Az arany úszik a higany tetején. (1,0 p)
c) 1 kg ólom több helyet foglal el, mint 0,5 kg germánium. (1,75 p)
d) 1010 db. gázhalmazállapotú fluor atom kisebb helyet foglal el, mint 1010 db. gázhalmazállapotú klóratom. (1,75 p)
8. Kísérlet: Elem a v1z alatt (Forrásanyag: Hobinka Ildikó, BNYA, 2012.)
Egyszerű vízbontáshoz szükséges eszközök, anyagok: berzelius-pohár, konyhasó, csapvíz,
desztillált víz, univerzális indikátor oldat, 9 V-os elem.
Végrehajtás:
a) Tégy a berzelius-pohárba desztillált vizet, majd állítsd bele az elemet. Csepegtess univerzális indikátor oldatot a vízbe és figyeld 5 – 10 percen keresztül az elem pólusait. Mit tapasztalsz? Magyarázat! (2,0 p)
b) Emeld ki az elemet, szórj kevés konyhasót a vízbe, kavard össze és tedd vissza az elemet. Figyeld a végbemenő jelenségeket! Mit tapasztalsz? Magyarázat és a végbemenő folyamatok feltüntetése! (4,0 p)
(Megj. mi az iskolában gyűjtjük a használt elemeket, innen vettem ki 2 db. 9 V-os elemet, amelyek közül az egyikkel el tudtam végezni a kísérletet. Tehát nem kell új elemet vásárolni, hanem más célra már alkalmatlan elemmel kell próbálkozni. Fontos: a kísérlet után bő vízzel mosd le és töröld szárazra az elemet, így más kísérlethez még felhasználható.)
9. Rejtvény: Sudoku 1/2/3/4 dominóval.
Az alábbi ábrában az 1 – 9 számokat „dominókockák” helyettesítik. Helyezd el az 1 – 9 számoknak
megfelelő dominókat úgy, hogy minden sorban, minden oszlopban és minden 3x3-as területen
ezek csak egyszer forduljanak elő. Minden esetben az 1-es dominó alatt a 2-es, a 2-es alatt a 3-
as, a 3-as alatt a 4-es található (kivétel az utolsó sor).
Tölts di az ábrát a megfelelő „dominókkal”, majd írd ezek számértékét a mellékelt betűtáblázatba
a megfelelő helyre.
A megoldás után olvasd össze a betűcsoportokat az alábbi sorrendben:
- először a bal felső 3x3-as terület betűit a számok növekvő sorrendjében;
- majd a fentitől jobbra levő 3x3-as terület betűit ugyanabban a sorrendben;
- folytasd a 3x3-as területek betűinek összeolvasását balról jobbra és fentről lefele haladva a
bennük található számok növekvő sorrendjében.
Helyes megfejtés esetén Bolyai Farkasnak a marosvásárhelyi Református Kollégiumban tartott
kémia előadásai (1804 – 1856 között tanított) során készült diákjegyzetekből olvashatsz részletet.
Megj. a „·” szóközöket jelöl.
Megoldásként add meg:
a) A dominókkal kitöltött ábrát. (4,5 p)
b) A számokkal kitöltött betűábrát. (0,5 p)
c) Az ábrából kiolvasott szöveget. (1,0 p)
d) A szöveget a ma használt megfelelő kifejezésekkel. (2,0 p)
e) Az idézetben megfogalmazott kémiai változások reakcióegyenleteit. (1,0 p)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A · |
KŐ |
· C |
LC |
AZ· |
SZ |
· M |
EL |
Y · |
|
MÉ |
AR |
BO |
IS |
ÉN |
SA |
ÉS |
VA |
SZ |
|
SZ |
S · |
NA |
· A |
CA |
Z · |
EL |
NY |
· M |
|
·A· |
SZ |
ME |
IH |
GE |
· K |
· V |
· D |
SZ |
|
ÉN |
SA |
LL |
TA |
TÉ |
AJ |
HA |
E · |
TT |
|
NY |
VA |
ŐL |
OR |
SK |
· É |
IP |
· G |
IK |
|
TE |
AG |
MS |
YS |
SA |
ZR |
N · |
· M |
AQ |
|
Ó · |
Y · |
TÉ |
LI |
TA |
E · |
TI |
KI |
UA |
|
TI |
TI |
K · |
TŰ |
CR |
A · |
O · |
YE |
EG |
Tudod – e? Miért változik a virágok színe?
Az emberek évszázadokon keresztül megfigyelték, hogy ugyanaz a virág különböző
területeken többféle színben is előfordulhat. Ennek az oka az adott terület talajának
kémhatásában rejlik. Pl. a lúgos talajon piros színű virág a savas talajon kék színűvé válik, ami azt
jelenti, hogy az ilyen változásra képes virágok lényegében természetes sav-bázis indikátorok.
Manapság a kémiai laboratóriumokban is többféle növényi kivonatot használnak/használunk
oldatok kémhatásának kimutatására. Így pl. a lakmusz főleg Hollandiában honos zuzmófajtából
származik. A lakmuszpapír készítésekor egy tiszta papírdarabot lakmuszkivonatba áztatnak, majd
szárítják. A lúgos kémhatásra kimutatására alkalmas kék lakmuszt az így elkészített nyers
lakmuszpapír enyhén savas oldatába mártásával készítik, míg a savakat kimutató vörös lakmuszt a
nyers lakmuszpapír enyhe lúgos kezelésével állítják elő.
Ezen kívül sok más növény is termel sav-bázis indikátor tulajdonságú vegyületeket. Így a
vörös rózsa szirmaiból készített kivonat bázisban zöld, míg savban rózsaszínű lesz. A cseresznyeié
lúgban szintén zöld, míg savban vörös, semleges oldatban pedig kék. A vöröskáposzta, a kék
nőszirom, a kék jácint, az áfonya szintén tartalmaznak indikátor tulajdonságú anyagokat.
Így már érthető, hogy miért más egy-egy virág színe a különböző területeken.