IX. osztály, IV. forduló, megoldás

2013 / 2014 –es tanév, XIX. évfolyam

1.   a)   Ag⁺; Zn⁺²; Fe⁺³; Sn⁺⁴                                                                                             (0,4 p)

Z(Ag) = 47:  Ag: [Kr]5s²4d⁹ Ag⁺: [Kr]5s^o4d¹⁰                                (0,15+0,5) p

            Z(Zn) = 30;  Zn: [Ar]4s²3d¹⁰                Zn⁺²:[Ar]4s^o3d¹⁰ (0,15+0,5) p

            Z(Fe) = 26:  Fe: [Ar]4s²3d⁶ Fe⁺³: [Ar]4s^o3d⁵ (0,15+0,5) p

            Z(Sn) = 50:  Sn[Kr]5s²4d¹⁰5p² Sn⁺⁴: [Kr]5s^o4d¹⁰5p^o             (0,15+0,5) p

b)   Ag⁺ és  Sn⁺⁴:  Z(Ag)=47 Þ Ag⁺ = 46 e^-;  Z(Sn)=50 Þ Sn⁺⁴ =  46 e^-         (0,5 p)

      c)   Cl^-  és  S^-2 ;  Z(Cl) = 17 Þ Cl^- = 18 e^-  és  Z(S) = 16 Þ S^-2= 18 e^-                   (0,5 p)

      d)   Na⁺, Mg⁺² és Al⁺³ = 10 e^- ; 1s²2s²2p⁶                                                                (0,25 p)

Z(Na) = 11 Þ Na⁺ = 10 e^- ;  Z(Mg) = 12 Þ Mg⁺² = 10 e^- ; 

Z(Al) = 13 Þ Al⁺³ = 10 e^- .                                                                                (0,75 p)

      e)   K⁺;  Z(K) = 19 Þ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ ;  Ca⁺² ;   Z(Ca) = 20: Þ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

Fe⁺³; Z(Fe) = 26 Þ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶ ;  Zn⁺²; Z(Zn) = 30 Þ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰ ;                                                                                                                                        (0,5 p)

      f)    Br^-  és  Rb⁺;  Z(Kr) = 36, Þ 36 elektron

Z(Br) = 35 Þ Br^--ionban 36 e^- ;  Z(Rb) = 37 Þ Rb⁺-ionban 36 e^-      (0,75 p)

      g)   Ba⁺² és I^-

            Z(Ba) = 56,  Ba⁺²: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶                              (0,5 p)

            Z(I) = 53, I^- : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶                               (0,5 p)

2.   a)   (1) NH₃; Z_N = 7, Z_H = 1 Þ a N-atomon marad 1 elektronpár;                   (0,5 p)

            (2) HCN (H–CºN);  Z_N = 7, Z_C = 6, ZH = 1 Þ a N-atomon marad 1 elektronpár; (0,5 p)

            (3) H₂O (H–O–H); Z_O = 8 és Z_H = 1 Þ az O-atomon marad 2 elektronpár              (0,5 p)

      b)   (1) HF, mert a F-atom a legelektronegatívabb elem (a molekula negatív pólusa); (0,5 p)

(2) NH₃; az a)-ban megadott nemkötő elektronpár és a 3 H-atom miatt nem szimmetrikus a szerkezet, ezért poláris lesz;      (kötésszög: 107^o)                              (0,5 p)

(3) H₂O; a 2 nemkötő elektronpár taszítóhatása miatt a kötésszög: 105^o, nem szimmetrikus szerkezet;                                                                                  (0,5 p)

(4) HCN,  H–CºN – líneáris szerkezetű molekula, a 3 atom közül a N a legelektronegatívabb, poláris szerkezet.                                                                   (0,5 p)

      c)   (NH₄)⁺ - ion, amely NH₃ + H⁺-ból datív kötéssel keletkezik, így 4 H-atom kapcsolódik a N-hez, szimmetrikus térszerkezetű csoport lesz; szabályos tetraéder csúcsain a H-atomok, amelyek között a vegyértékszög: 109^o28’.                                                       (1,0 p)

      d)   CO₂ , O=C=O; a C=O kötések polárisak, a kötésszög viszont 180^o,(mert a C-atom sp-hibrid állapotú), ezért a molekulán belüli elektron eltolódások kiegyenlítődnek és ezért a molekula apoláris jellegű.                                                                                    (0,75 p)

      e)   Cl₂; a kapcsolódó atomok azonosak, így az atomsugarak is azonosak.                 (0,25 p)

      f)    (NH₄)⁺ és (H₃O)⁺- ionok; az (NH₄)⁺- ion esetében lásd c)-válasz;

            - az (H₃O)⁺- ion egy H₂O molekulából és H⁺- ionból keletkezik, az O-atom egyik nemkötő elektronpárja köti meg a H⁺-t.                                                          (0,75 p)

      g)   HCN és CO₂ . Mindkét molekulában a központi C-atom sp-hibrid állapotú, amley 180^o-os kötésszöget, vagyis líneáris szerkeztetet jelent az adott atom további kapcsolódásában.                                                                                             (0,75 p)

3.  

S. sz.	Eleme/ vegyület neve	Anyag-mennyiség jelölése (mol)	Tömeg (g)	Térfogat n.k. (dm^3)	Atomok száma (db.)	Sűrűség (g/dm^3)	Levegőhöz viszonyított sűrűség
1	szén	5 C	60	------	3x10^24	------	------
2	foszfor	2 P4	248	------	4,8x10^24	------	------
3	kénhidrogén	3 H2S	102	67,2	5,4x10^24	1,51	1,17
4	hélium	0,25 He	1,0	5,6	1,5x10^23	0,178	0,138
5	metán	1,2 5CH4	20	28,0	3,75x10^24	0,714	0,55
6	széndioxid	2 CO2	88	44,8	3,6x10^24	1,96	1,52
7	nitrogén	N2	28	22,4	1,2x10^24	1,25	0,968
8	kalcium	2,5 Ca	100	------	1,5x10^24	------	------
	(0,2 p)	(1,65 p)	(0,6 p)	(0,4 p)	(0,75 p)	(0,5 p)	(0,4 p)

4.   a)   H; Z = 15 = protonok száma/atom; p = 15x0,5x6x10²³ = 4,5x10²⁴                           (1,0 p)

      b)   I; 9 g Al⁺³ = 1/3 mól Al⁺³ semlegesítéshez: 3x1/3 = 1 mol elektron;                         (1,0 p)

      c)   I;  225 g= 224/45 = 5 mol                                                                                    (0,75 p)

      d)   H; 10 g H₂ = 5 mol H₂  és  225 dm³ (n.k.) O₂ = 10 mol O₂;                                       (0,75 p)

      e)   H; 1 g CO = 3,57x10^-2 mol CO= 2x3,57x10^-2xN_A  atom = 7,14x10^-2xN_A  atom

                           1 g H₂S = 2,94x10^-2 mol H₂S = 3x2,94x10^-2xN_A atom = 8,82x10^-2xN_A  atom;  (1,25 p)

      f)    H; 200 mg Ca = 0,005 mol Ca   és 2,3 g Na = 0,1 mol Na                                       (1,0 p)

      g)   I; 156,8 dm³ (n.k.) CO₂ = 156,8/22,4 = 7 mol CO₂

               171,15 dm³ (stand.k.) NH₃ = 171,15/24,45 = 7 mol NH₂;                                   (1,25 p)

      h)   H; Az állítás nem igaz a vízben oldódó gázokra: itt a T növelésével csökken az oldhatóság, (az oldott gázok távoznak);                                                              (0,75 p)

      i)    I; 198 g víz+2 g só = 200 g oldat, amelyben 2 g só van Þ 100 g oldatban 1 g só; (1,0 p)

      j)    I;  1 mol/dm³ MgCl₂ – oldat = 1 mol MgCl₂ = 3 mol ion (1 mol Mg⁺² + 2 mol Cl^-)   

        1,5  mol/dm³ KNO₂ – oldat =1,5 mol KNO₂ = 3 mol ion (1,5 mol K⁺¹ + 1,5 mol NO₃^-) (1,25 p)

      k)   H; Pl. 100 g kezdeti oldat = 70 g oldószer + 30 g oldott anyag;

                - a végső oldat: 100 + 70 = 170 g; c% = (30/170)x100 = 17,64 %         (1,25 p)

      l)    H; 1,2x10²³ db. ion = 0,2 mol ion = 0,1 mol NaCl/2 dm³ oldat Þ 1 dm³ oldatban 0,05 mol NaCl;                                                                                                        (1,25 p)

      m)  H; Egy oldat koncentrációja nem változik, ha kiöntünk belőle, mert az oldószer a feloldott anyaggal együtt távozik (homogén elegy); így az edényben kevesebb oldat marad, de nem hígabb.                                                                                                                  (1,0 p)

5.   a)   MgSO₄·nH₂O      M = 120+18n                MgSO₄·nH₂O ® MgSO₄ + nH₂O(g)

                            (120+18n) g kristályos só ………………… 120 g só

                                   3,8 g kristályos só ……………………  2,0 g só        n = 6,  MgSO₄·6H₂O            (1,5 p)

      b)     aCH₄ + 2aO₂ ® aCO₂ + 2aH₂O   és   bH₂ + 0,5bO₂ ® bH₂O                                         (0,5 p)

            - a felhasznált O₂ térfogata: 2a+0,5b, megfelelő levegő térfogat: (2a+0,5b)x5               (1,0 p)

            - a gázelegy és levegő egyenlősége:  a+b = (10a+2,5b)/4

            - a megfelelő térfogatarányok: a/b = 1/4            V(CH₄)/V(H₂) = 1/4                       (1,0 p)

6.   a)   A benzines oldattal azonos színű oldat keletkezése arra utal, hogy az oldószer (diklórmetán) és oldott anyag (I₂) hasonló szerkezetűek; ebben az esetben mindkettő apoláris molekulákból álló anyagok.                                                                      (1,0 p)

      b)   A III. feladatlap kísérlet c-pontjában a 2-es kémcső alsó részén víz (színtelen) és fölötte a kisebb sűrűségű benzines jódoldat található. A diklórmetános jódoldatot ebbe beleöntve, csak ez kerülhetett a kémcső alsó részébe. Ebből arra lehet következtetni, hogy a diklórmetán sűrűsége nagyobb, mint a vízé (diklórmetán sűrűsége = 1,33 g/cm³).                                                                                                          (1,0 p)

      c)   Összerázás után a jódot oldó fázisok egyesülnek, mert a „hasonló a hasonlóban oldódik” elv alapján a benzin-diklórmetán-jód egyetlen oldatot képez és a színtelen fázis pedig a víz.                                                                                                                       (1,0 p)

      d)   A két fázis elhelyezkedése a kémcsőben annak függvényében különbözhet, hogy a benzin/diklórmetán milyen arányban van jelen. Amennyiben a két oldószer keverékének sűrűsége > 1,0 g/cm³, akkor alól helyezkedik el, ha a sűrűsége < 1,0 g/cm³, akkor a víz felett lesz.                                                                                (1,0 p)

      e)   A benzin max. átlagos sűrűsége 0,8 g/cm³, a diklórmetán sűrűsége nagyobb, mint a vízé. Így a benzin/diklórmetán oldószerek mennyiségét változtatva érhető el, hogy ezeknek az elegye (a lila fázis) kisebb vagy nagyobb sűrűségű legyen, mint a víz sűrűsége: ennek függvényében a lila fázis / víz „liftezhet”.                                           (1,5 p)

7.   a)                                                                                                                                           (4,0 p)

9	6	1	5	2	4	7	3	8
OÉ	AL	AC	NL	LN	GT	GA	ET	YE
8	5	3	9	7	1	4	6	2
ID	AB	RÓ	ÓZ	CÖ	BE	ED	KA	BS
7	4	2	8	6	3	1	5	9
ÉA	EU	ÉI	GS	SZ	PE	KK	SL	ŰM
6	8	9	1	3	2	5	4	7
IY	LM	EÁ	KN	MŰ	ÉL	AI	IU	EL
2	1	4	7	5	9	3	8	6
VŐ	MK	ZJ	OA	EŐ	DE	IA	LD	SE
3	7	5	6	4	8	2	9	1
AF	TI	EA	RY	FG	ŐN	TR	TO	AN
1	2	8	4	9	5	6	7	3
LZ	ES	AR	ÍO	TK	TK	ŐÓ	HJ	NÁ
4	3	6	2	8	7	9	1	5
VO	ÚZ	RS	SI	SK	ÖZ	BT	ÁÍ	ÖÚ
5	9	7	3	1	6	8	2	4
ML	EÁ	RO	NB	AÍ	ÉE	GK	RV	AG

      b)   A legnagyobb reakcióképességű kémiai elem.

            Vizes oldata fertőtlenítő hatású.

            Vörösbarna, mérgező folyadék.

            Szublimációja során ibolyaszínű gőzök keletkeznek.

            Radióaktív tulajdonságú elem.                                                                            (1,0 p)

      c)   Fluor – F; klór – Cl; bróm – Br; jód – I; asztácium – At.                                    (1,0 p)

      d)   (1) ns²np⁵        (0,25 p)                        (2)  – 1, 0, +1, +3, +5, +7                         (1,0 p)

            (3) A F csak  –1 –es oxidációs állapotban fordulhat elő vegyületeiben, mivel a legelektronegatívabb elem (más elemtől nem vehet fel elektront).                               (1,0 p)