IX

IX. osztály, II. forduló, megoldás

2014 / 2015 –ös tanév, XX. évfolyam

S. sz.	„Érdekes”/„furcsa” név	Képlet	Kémiai (szisztematikus) név (vagy az összetételre vonatkozó más név)
1	brómsavas kálium	KBrO₃ _{(0,2 p)}	kálium-bromát _{(0,2 p)}
2	egyszersavanyú foszforsavas ammónium	(NH₄)₂HPO₄ _{(0,4 p)}	diammónium-monohidrogén-foszfát _{(0,4 p)}
3	étkezési só	NaCl _{(0,1 p)}	nátrium-klorid _{(0,1 p)}
4	foszforossavanhidrid	P₂O₃ _{(0,2 p)}	difoszfor-trioxid / foszfor(III)-oxid _{(0,2 p)}
5	foszforsavanhidrid	P₂O₅ _{(0,2 p)}	difoszfor-pentoxid / foszfor(V)-oxid _{(0,2 p)}
6	kénessavanhidrid	SO₂ _{(0,15 p)}	kéndioxid / kén(IV)-oxid _{(0,15 p)}
7	kénsavanhidrid	SO₃ _{(0,15 p)}	kéntrioxid / kén(VI)-oxid _{(0,15 p)}
8	kénsavas ammónium	(NH₄)₂SO_{4 (0,2 p)}	ammónium-szulfát _{(0,2 p)}
9	kénsavas ezüst	Ag₂SO₄ _{(0,2 p)}	diezüst-szulfát / ezüst(I)-szulfát _{(0,2 p)}
10	kénsavas magnézium	MgSO₄ _{(0,15 p)}	magnézium-szulfát _{(0,15 p)}
11	klórsavas bárium	Ba(ClO₃)₂ _{(0,25 p)}	bárium-klorát _{(0,25 p)}
12	klórsavas kálium	KClO₃ _{(0,2 p)}	kálium-klorát _{(0,2 p)}
13	közönséges só	NaCl _{(0,1 p)}	nátrium-klorid _{(0,1 p)}
14	krómsavanhidrid	CrO₃ _{(0,25 p)}	króm-trioxid / króm(VI)-oxid _{(0,25 p)}
15	ortofoszforossav	H₃PO₃ _{(0,2 p)}	foszforossav / trihidrogén-foszfit _{(0,2 p)}
16	salétromsavas bárium	Ba(NO₃)₂ _{(0,2 p)}	bárium-nitrát _{(0,2 p)}
17	salétromsavas kalcium	Ca(NO₃)₂ _{(0,2 p)}	kalcium-nitrát _{(0,2 p)}
18	szénsavanhidrid	CO₂ _{(0,1 p)}	széndioxid _{(0,1 p)}
19	szénsavas bárium	BaCO₃ _{(0,15 p)}	bárium-karbonát _{(0,15 p)}
20	szénsavas mész	CaCO₃ _{(0,15 p)}	kalcium-karbonát _{(0,15 p)}
		össz: 3,75 p	össz: 3,75 p

2. a) Al; Z = 13; N = 14; 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ (1,0 p)

b) H.C. Oersted – 1825 és F. Wöhler – 1827, majd 1854-ben a tiszta Al-t Bunsen és Deville.

(0,5 p)

c) Latin eredetű: alumne = timsó; ezt az Al-vegyületet már Herodotosz is megemlítette. (0,5 p)

d) Az 1855-ös Párizsi Világkiállítás fő szenzációja volt egy 1 kg-os Al-tömb. (Ekkor még az Al ára vetekedett az Au árával, mivel nagyon keveset – havonta kb. 2 kg-t – tudtak előállítani). (0,5 p)

e) Bauxitból; Del-Franciaország Les Baux helysége mellett találták a XIX. század elején ezt az Al-tartalmú ásványt nagy mennyiségben, 45-60 %-ban, víztartalmú Al₂O₃-t tartalmaz. (1,0 p)

f) (1) a bauxitból (szennyezett érc) a timföldgyártás = tiszta Al₂O₃ előállítás

(2) A timföld (Al₂O₃) elektrolízise. (Megj.: ez sok energiát igényel, ezért az Al az acélnál kb. háromszor drágább). (0,5 p)

g) Nem fordul elő elemi állapotban. Az Al felületén természetes körülmények között védő oxidréteg alakul ki, ezért csak oxigéntartalmú vegyületei formájában fordul elő. (0,75 p)

h) Alumíniumdara: 600 ^oC fölé hevítve az Al szemcsés szerkezetűvé váló állapotát jelenti. Alumíniumbronz: a 600 ^oC fölé hevített fém könnyen porrá őrölhető állapotú állagát jelenti.

(1,0 p)

i) A felületén nagyon gyorsan kialakuló rendkívül vékony, tömör, kemény oxidréteg megakadályozza a levegő komponenseivel való további reakciót. (0,75 p)

j) Az elemek sorában a harmadik leggyakoribb elem (vegyületei formájában). A földkéregben 8,1 %-os arányával messze a leggyakoribb fém. (0,5 p)

k) Repülőgép- és hajóipar; elektromos vezetékek; csomagolóanyag (alufólia); konyha-s és kempingfelszerelések; tűzijátékok adalékanyaga; rozsdamentes bevonatok; tükrök; hőszigetelő fóliák; autóalkatrészek; üdítőitalos dobozok; stb. (0,75 p)

l) Második hely. (A Fe előzi meg.) (0,25 p)

m) AlCl₃ + K/Hg ® Al/Hg + KCl Al/Hg ® Al + Hg (0,75 p)

n) Az eljárás neve: aluminotermia. Fe₂O₃ + 2Al ® 2Fe + Al₂O₃ (0,75 p)

o) (1) Al(OH)₃ (0,15 p) (2) Al₂(SO₄)₃ (0,15 p) (3) AlN (0,2 p)

(4) Al₄C₃ (0,2 p) (5) AlF₃ (0,1 p) (6) AlPO₄ (0,2 p)

3. A bolygók légkörének kémiai összetétele:

Merkúr: H₂ és He; Vénusz: CO₂ (> 93%), nagyon kevés O₂, N₂, H₂O; Mars: CO₂ (> 95%), N₂;

Jupiter: H₂ (90 %), He + CH₄ + NH₃ (10%); Szaturnusz: H₂ (94 %), He + CH₄ + NH₃ (6%);

Uránusz: H₂ (80%), He (15%), CH₄, NH₃; Neptunusz: H₂, He, CH₄, NH₃; Plútó: N₂ (90%), CH₄

(8x0,5=4,0 p)

A földi életet biztosító légkör összetétele (tf.%): 78,1 % N₂, 20,9 % O₂, 0,93 % Ar, 0,03 % CO₂ , a többi: H₂O, Ne, He, Kr, CH₄ és még néhány gáz nagyon kis mennyiségben.

(0,75 p)

A Naprendszer bolygói közül csak a Föld tartalmaz oxigént nagyobb arányban (a többi egyáltalán, vagy csak nagyon kis mennyiségben), ezért a földi élethez hasonló életműködés egyetlen másik bolygón sem alakulhat ki. (1,0 p)

S. sz.	Vegyjel	Elem neve	Megye magyar neve (ahol van)	Megye román neve
1.	Ag	ezüst	----	Argeş
2.	Ar	argon	Arad	Arad
3.	B	bór	Bukarest	Bucureşti
4.	Bh	bohrium	Bihar	Bihor
5.	Br	bróm	Braila	Brăila
6.	Cl	klór	----	Călăraşi
7.	Cs	cézium	Krassó-Szörény	Caraş-Severin
8.	Db	dubnium	-----	Dâmboviţa
9.	Sb	antimón (stíbium)	Szeben	Sibiu
10.	Sm	szamárium	Szatmár	Satu Mare
11.	Tl	tallium	Tulcsea	Tulcea
12.	Tm	túlium	Temes	Timiş

(4,0 p)

5. a) A g-Al₂O₃ módosulat amfoter jellegű (savakkal és bázissal is reagál). (A belőle 1000 ^oC-ra hevített g-Al₂O₃ módosulat sem savakban, sem bázisban nem oldódik, nem reagál) (0,5 p)

b) (1) 2Al + 6HCl ® 2AlCl₃ + 3H₂ (2) Al₂O₃ + 6HCl ® 2AlCl₃ + 3H₂O (1,0 p)

- a reagált Al mennyisége (1) alapján: m(Al) = 2x0,3/2 = 0,2 mol Al = 5,4 g Al (0,75 p)

- a felhasznált Al₂O₃ tömege és a megfelelő anyagmennyiség:

m(Al₂O₃) = 5,4 g M(Al₂O₃) = 102 n(Al₂O₃) = 0,053 mol Al₂O₃ (0,75 p)

- a mólarányok: Al / Al₂O₃ = 0,2 / 0,053 = 3,77 / 1 (0,25 p)

c) 0,2 mól Al ® 0,2 mól Al³⁺₌5,4 g Al³⁺ (0,5 p)

0,053 mól Al₂O₃ ® 2x0,053 mól Al³⁺ = 2,862 g Al³⁺ (0,75 p)

- összesen: 8,262 g Al³⁺

d) Al + NaOH + 3H₂O ® Na[Al(OH)₄] + 3/2H₂ (0,75 p)

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O ® 2Na[Al(OH)₄] (1,0 p)

6. a) A nedvesség = csapvíz hatására az amfoter jellegű védő Al₂O₃-réteg „megbomlik” = megszűnik. Így a két fém (Al és Cu) érintkezik a vizes oldatban. Az aktívabb fém (itt: Al) „tönkremegy” = korrodálódik, vagyis az alufólia kilyukad.

A reakció „lényege”: Al + Cu²⁺ ® Al³⁺ + Cu (1,25 p)

b) Az Al-fólia felületén levő Al₂O₃ védőréteg amfoter jellege miatt savakkal, bázisokkal reagál. A kísérlet során a fólia több helyen kilyukad, esetleg a fólia mérete is csökken. Az ecet gyenge sav, a vízkőoldó NaOCl-t tartalmaz, amely vízzel HOCl-vá alakul, ez pedig HCl-vá bomlik:

NaOCl ® HOCl ® HCl + [O] (1,0 p)

A szódabikarbóna vizes oldata enyhén lúgos kémhatású:

NaHCO₃ + H₂O ® NaOH + H₂O + CO₂ . (0,75 p)

Az Al-fólia reakcióit HCl-dal és NaOH-dal lásd a „Feladat” b) és d) válaszainál.

c) Az Al-fóliát ne használjuk olyan ételek csomagolására, tárolására amelyeknek összetételében savas vagy bázikus kémhatású komponensek találhatók, mert ezek a fóliával érintkezve Al³⁺-ionokat juttatnak az ételbe, és innen a szervezetünkbe kerül. Az Al nem tartozik a létfontosságú elemek csoportjába, az élő szervezetben max. 0,001 %-ban fordul elő, így ennél nagyobb mennyiségben káros lehet. (1,0 p)

d1) ● vakító fény látható (0,25 p)

● 4Al + 3O₂ ® 2 Al₂O₃ (0,5 p)

● 2400 – 3000 ^oC (0,25 p)

d2) ● gázfejlődés látható (0,25 p)

● Az Al reakcióit HCl-dal és NaOH-dal lásd a „Feladat” b) és d) válaszainál. (1,75 p)

7. a) (4,05 p)

	1,7	2,8	4,9	2,6	4,7	1,9	4,9	2,5	1,7
5,7	7	6	5	3	4	9	8	2	1	1,8
5,7	IR	ZE	ÉB	ÚR	MÁ	MZ	UI	ZA	SM	1,8
3,9	3	8	9	2	7	1	4	5	6	4,6
3,9	GA	US	MÓ	LI	IV	AK	LÓ	ÍB	CA	4,6
1,4	1	2	4	6	5	8	9	3	7	3,9
1,4	MG	AL	NU	NY	ÍL	UÍ	MT	IR	IR	3,9
3,6	5	3	6	9	2	4	1	7	8	1,8
3,6	ÍA	OR	MÜ	MZ	RO	MS	SM	IÓ	UD	1,8
1,7	4	7	1	5	8	3	2	6	9	2,9
1,7	DI	IV	NM	ÉÁ	UÁ	OC	ZO	RZ	MA	2,9
2,9	2	9	8	1	6	7	3	4	5	3,5
2,9	EÁ	MG	UE	PM	CR	IG	AS	MÓ	ÁS	3,5
3,6	6	5	3	8	1	2	7	9	4	4,9
3,6	NN	ÚO	PT	UÉ	PS	LZ	IM	MT	RB	4,9
1,9	9	1	7	4	3	6	5	8	2	2,8
1,9	MG	NN	IL	TR	UÁ	NZ	ÍL	UÁ	MZ	2,8
2,8	8	4	2	7	9	5	6	1	3	1,6
2,8	UÚ	TR	EÁ	IJ	MG	ÓA	CI	AS	EU	1,6
	6,9	1,5	2,7	4,8	1,9	2,6	5,7	1,9	2,4

b) (1,8 p)

S. sz	Elem neve	Vegy -jel	Z	S. sz	Elem neve	Vegy -jel	Z	S. sz	Elem neve	Vegy -jel	Z
1	magnézium	Mg	12	2	alumínium	Al	13	3	szilícium	Si	14
4	neodímium	Nd	60	5	promécium	Pm	61	6	szamárium	Sm	62
7	neptúnium	Np	93	8	plutónoium	Pu	94	9	amerícium	Am	95

c) (3,15 p)

S. sz	Köznapi név	Kémiai összetétel	S. sz	Köznapi név	Kémiai összetétel	S. sz	Köznapi név	Kémiai összetétel
1	glaubersó	Na₂SO₄.10H₂O	2	királyvíz	ccHNO₃+ccHCl	3	maróbarit	Ba(OH)₂.8H₂O
4	máriaüveg	CaSO₄.2H₂O	5	mocsárgáz	CH₄	6	mosószóda	Na₂CO₃.10H₂O
7	nátronlúg	NaOH	8	szárazjég	CO₂(sz)	9	szublimát	HgCl₂