1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Suma pkt

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Suma pkt

1
KLUCZ
ODPOWIEDZI
do zadań na konkurs chemiczny etapu wojewódzkiego w roku szkolnym 2010/2011
Nr
zadania
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14
Liczba
pkt
Nr
zadania
15 16 17 18 19 20 21 22
Suma pkt.
%
Liczba
pkt
KOD UCZNIA
....................................
KONKURS CHEMICZNY
dla uczniów gimnazjów województwa warmińsko-mazurskiego w roku szkolnym 2010/2011
ETAP WOJEWÓDZKI 15 MARCA 2011
WITAMY Cię w wojewódzkim etapie konkursu chemicznego. Przed Tobą 22 zadania, za które
możesz uzyskać maksymalnie 73 punkty. Po uważnym przeczytaniu, pomyśl nad sposobem
rozwiązania zadania i przedstaw je w miejscu przeznaczonym na obliczenia i odpowiedź. Jeżeli nie
jesteś pewny swojej odpowiedzi, wykonaj obliczenia w brudnopisie, a ostateczną wersję odpowiedzi
wraz z obliczeniami przepisz do arkusza konkursowego. Jeżeli będziesz miał chwilowe problemy z
udzieleniem odpowiedzi na pytanie, przejdź do następnych pytań, a po ich rozwiązaniu powróć do
nierozwiązanych zadań.
Na rozwiązanie testu masz 90 minut.
Jesteś w gronie najlepszych chemików naszego województwa. Gratulujemy.
Powodzenia !
Przewodniczący
Wojewódzkiego Konkursu Chemicznego
dr inż. Krzysztof Błaszczak
2
Zadanie 1.
[1 pkt]
Sposób na gołoledź, to między innymi posypywanie jezdni i chodników dla pieszych solą kamienną
(kuchenną).
Wyjaśnij, dlaczego zimą jezdnie i chodniki posypujemy solą?
Sól łatwo rozpuszcza się w nawet niewielkiej ilości wody. Słona woda zamarza w niższej
temperaturze niż czysta, dlatego sól powoduje topnienie lodu i śniegu. S ól sprawia, że woda
zamarza w temperaturze niższej niż normalnie, tj. niższej niż 0 st. C - przy dobraniu
optymalnych proporcji wynosi ona -20,2 st. C. I choć taka solanka jest o wiele zimniejsza niż
czysta woda, to nieprędko zamarza. Dlatego też posypuje się oblodzone ulice solą lub polewa
solanką.
- za udzielenie poprawnego wyjaśnienia
Zadanie 2.
1 pkt
[3 pkt]
W wykropkowane miejsca wpisz znaczenie pojęć:
izomeria – występowanie związków chemicznych o różnej budowie, ale o takim samym
składzie (identycznym wzorze sumarycznym);
dekstryny – to pośrednie produkty rozkładu skrobi, zawierające w cząsteczce poniżej 10 reszt
glukozowych;
próba akroleinowa – reakcja charakterystyczna tłuszczów: tłuszcz naturalny po dłuższym
podgrzewaniu rozkłada się i wydziela się o ostrym, drażniącym zapachu substancja nazywana
akroleiną. Tą reakcją można odróżnić tłuszcz naturalny od oleju mineralnego (ten nie ulega
rozkładowi).
- za prawidłowe wyjaśnienie każdego pojęcia
Zadanie 3.
[1 pkt]
Podaj nazwę systematyczną węglowodoru o wzorze:
C2H5 CH3
|
|
CH3 – CH – C – C – CH3
|
|
|
CH3 C2H5 CH3
3,3-dietylo-2,2,4-trimetylopentan
1 pkt
3
- za napisanie poprawnej nazwy systematycznej
Zadanie 4.
1 pkt
[3 pkt]
Napisz wzory półstrukturalne wszystkich izomerów alkanu o 6 atomach węgla:
1.
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
2.
CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3
|
CH3
3.
CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3
|
CH3
4.
CH3 – CH – CH – CH3
|
|
CH3 CH3
5.
CH3
|
CH3 – C – CH2 – CH3
|
CH3
- za napisanie prawidłowo 1 izomeru
0 pkt
- za napisanie prawidłowo 2 izomerów
1 pkt
- za napisanie prawidłowo 3 lub 4 izomerów
2 pkt
- za napisanie prawidłowo 5 izomerów
3 pkt
Zadanie 5.
[1 pkt]
Podaj imię i nazwisko (lub samo nazwisko) polskiego chemika, który był prezydentem Polski, a
jednocześnie autorem przemysłowej metody wytwarzania kwasu azotowego (V) z tlenków azotu
otrzymywanych z powietrza?
Odp. Tym chemikiem był Ignacy Mościcki .
4
Zadanie 6.
[4 pkt]
Do roztworu kwasu azotowego (V), w którym na jeden jon azotanowy (V) przypada 50 cząsteczek
wody, dolano wody wapiennej, w której na jeden jon wapnia przypada 150 cząsteczek wody. Jakie
jest stężenie procentowe powstałego roztworu soli. Zapisz równanie reakcji, obliczenia i udziel
prawidłowej odpowiedzi.
2HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2H2O
Uwzględniając warunki zadania, mamy:
2HNO3 + 100 H2O + Ca(OH)2 + 150 H2O→ Ca(NO3)2 + 252 H2O
masa roztworu: Ca(NO3)2 + 252 H2O, czyli: 40g + 2(14g + 3 x 16g) + 252 x 18g = 4700g
masa substancji: Ca(NO3)2 , czyli: 40g + 2(14g + 3 x 16g) = 164g
164g x100%
C% =
≈ 3,5%
4700g
Odp. Stężenie procentowe powstałego roztworu soli wynosi ok. 3,5%.
- za prawidłowe napisanie równania reakcji
1 pkt
- za obliczenie masy substancji (soli)
1 pkt
- za obliczenie masy roztworu końcowego
1 pkt
- za obliczenie stężenia procentowego i udzielenie odpowiedzi
1 pkt
Zadanie 7.
[9 pkt]
W pracowni chemicznej masz do dyspozycji takie substancje: siarkę, wodę, tlenek sodu.
Wykorzystując te substancje podaj możliwie wszystkie sposoby otrzymywania siarczanu (IV) sodu,
zapisując wszystkie równania reakcji chemicznych (łącznie z otrzymywaniem substancji
pośrednich). Wymień sprzęt i szkło laboratoryjne jakiego użyjesz.
RÓWNANIA CHEMICZNE:
1. S + O2 → SO2
2. SO2 + H2O → H2SO3
3. Na2O + H2O → 2NaOH
4. SO2 + Na2O → Na2SO3
5. Na2O + H2SO3 → Na2SO3 + H2O
6. 2NaOH + H2SO3 → Na2SO3 + H2O
7. SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
SZKŁO I SPRZĘT:
1. probówki
2. zlewki
3. palnik
4. stojak do probówek
5
5. łyżeczka do spalań
6. kolby (np. stożkowa, okrągła płaskodenna)
7. łapa do probówek
- za prawidłowo napisane równanie otrzymywania tlenku siarki (IV)
1 pkt
- za prawidłowo napisane równanie otrzymywania kwasu siarkowego (IV)
1 pkt
- za prawidłowo napisane równanie otrzymywania zasady sodowej
1 pkt
- za prawidłowo napisane równanie reakcji: tlenek siarki (IV) + tlenek sodu
1 pkt
- za prawidłowo napisane równanie reakcji: tlenek sodu + kwas siarkowy (IV)
1 pkt
- za prawidłowo napisane równanie reakcji: zasada sodowa + kwas siarkowy (IV)
1 pkt
- za prawidłowo napisane równanie reakcji: tlenek siarki (IV) + zasada sodowa
1 pkt
- za wskazanie min. 4 lub 5 dowolnych i zasadnych propozycji szkła i sprzętu w tym
doświadczeniu
1 pkt
- za wskazanie min. 6 lub 7 zasadnych propozycji szkła i sprzętu w tym
doświadczeniu
2 pkt
Zadanie 8.
[3 pkt]
W wyniku destylacji frakcjonowanej z ropy naftowej wydzielane są kolejne frakcje różniące się
składem chemicznym. Wymień po kolei te frakcje zawierające węglowodory według wzrastającej
liczby atomów węgla w cząsteczce, uzupełniając tabelę:
Nazwa frakcji
Liczba atomów węgla w cząsteczkach
1.
Gazy rafineryjne
1-4
2.
Benzyna lekka
5-10
3.
Benzyna ciężka
8-12
4.
Nafta
10-16
5.
Olej napędowy
16-20
6.
Olej opałowy
20-30
7.
Mazut
powyżej 30
- za poprawne wypisanie kolejno pierwszych 3 lub 4 frakcji i jednocześnie poprawne
wypisanie liczby atomów węgla w cząsteczce
1 pkt
- za poprawne wypisanie kolejno 5 lub 6 frakcji i jednocześnie poprawne wypisanie
liczby atomów węgla w cząsteczce
2 pkt
- za poprawne wypisanie kolejno 7 frakcji i jednocześnie poprawne wypisanie liczby
atomów węgla w cząsteczce
3 pkt
6
Zadanie 9.
[4 pkt]
Oceniając prawdziwość poniższych zdań, obok w miejsce kropek wstaw “P”, jeśli zdanie jest
prawdziwe lub “F”, jeśli zdanie jest fałszywe:
A) Mając do dyspozycji dużą zlewkę, wapno palone i wodę możemy ugotować jajko kurze.
B) Metan powstaje na wysypiskach śmieci i może być wykorzystywany jako źródło energii.
C) Konwalia i bez lilak swój piękny zapach zawdzięczają temu, że zawierają eten.
P
P
F
D) W wodzie aniony mydła otaczają grudki brudu w ten sposób, że zwracają się częścią niepolarną
(hydrofobową) w stronę wody, a częścią polarną (hydrofilową ) w stronę brudu .
F
- za każdą poprawnie udzieloną odpowiedź
Zadanie 10.
1 pkt
[1 pkt]
Zaznacz poprawną odpowiedź.
Obecność stężonego kwasu siarkowego (VI) w reakcji estryfikacji umożliwia powstawanie estru,
ponieważ:
A) pochłania wodę, a przez to zatrzymuje ulatnianie się zapachu,
B) kwas ten jest higroskopijny i utrudnia hydrolizę,
C) kwas ten jest higroskopijny i ułatwia hydrolizę,
D) jest katalizatorem i opóźnia reakcję chemiczną.
Odpowiedź poprawna – B.
- za udzielenie poprawnej odpowiedzi
Zadanie 11.
1 pkt
[3 pkt]
Poniżej przedstawiono identyfikowane substancje, potrzebne odczynniki oraz opis obserwacji.
Identyfikowane substancje:
I. białko
II. kwas oleinowy
III. skrobia
Potrzebne odczynniki:
A. roztwór jodu, np. jodyna
B. stężony HNO3
C. woda bromowa
Opis obserwacji:
a. zmiana zabarwienia na kolor żółty
b. pojawienie się zabarwienia ciemnoniebieskiego
c. wytrącanie się białego osadu, a zawartość probówki zostaje bezbarwna
Uzupełnij poniższą tabelę przypisując charakterystycznej reakcji
identyfikowaną substancję, potrzebny do tego odczynnik i opis obserwacji:
odpowiednio
7
Rozwiązanie:
Charakterystyczna
reakcja
Reakcja
ksantoproteinowa
Reakcja z wodą
bromową
Reakcja z jodem
Identyfikowana Potrzebne odczynniki
substancja
oraz warunki
I
B
Opis obserwacji
a
II
C
c
III
A
b
- za prawidłowy dowolny dobór 3, 4 lub 5 odpowiedzi
1 pkt
- za prawidłowy dowolny dobór 6, 7 lub 8 odpowiedzi
2 pkt
- za prawidłowy dobór 9 odpowiedzi
3 pkt
Zadanie 12.
[6 pkt]
Dwa kwasy: chlorowy (V) i siarkowy (IV) reagując ze sobą tworzą dwa inne kwasy: jeden
stosowany jest w akumulatorach samochodowych, a drugi występuje w “sokach żołądkowych”
m. in. u człowieka.
Napisz równanie reakcji (substraty i produkty), wypisz stopnie utlenienia pierwiastków dla każdej
substancji, dobierz współczynniki w równaniu reakcji na podstawie bilansu elektronowego. Wskaż
proces utleniania i redukcji oraz utleniacz i reduktor.
HClO3 + H2SO3 → H2SO4 + HCl
Stopnie utlenienia:
Dla HClO3 : H → +I, O → -II, Cl → +V
Dla H2SO3 : H → +I, O → -II, S → +IV
Dla H2SO4 : H → +I, O → -II, S → +VI
Dla HCl : H → +I, Cl → -I
Z powyższego zapisu wynika, że w wyniku reakcji zmienił się stopień utlenienia siarki oraz
chloru.
Możemy zapisać równania połówkowe:
S+IV → S+VI + 2 e-
- utlenianie
Cl+V + 6 e- → Cl-I
- redukcja
W równaniu tym siarka (H2SO3) jest reduktorem, natomiast chlor (HClO3) jest utleniaczem
Dobieramy mnożniki dla tych reakcji: są nimi odpowiednio liczby 3 i 1, co możemy zapisać:
3 S+IV → 3 S+VI + 6 eCl+V + 6 e- → Cl-I
8
Sumarycznie: Cl+V + 3 S+IV → 3 S+VI + Cl-I
Współczynniki pochodzące z sumarycznego zapisu dwóch równań połówkowych można
wpisać następnie do wyjściowego równania reakcji.
HClO3 + 3 H2SO3 → 3 H2SO4 + HCl
W ten sposób otrzymaliśmy już uzgodnione równanie reakcji chemicznej.
- za poprawne napisanie równania: substraty i produkty
1 pkt
- za wypisanie poprawnie wszystkich stopni utlenienia we wszystkich substancjach
reakcji
1 pkt
- za zapisanie równań połówkowych i dobranie mnożników, czyli bilans elektronowy
1 pkt
- wpisanie poprawnie współczynników do równania wyjściowego
1 pkt
- za poprawne wskazanie reakcji redukcji i utleniania
1 pkt
- za poprawne wskazanie reduktora i utleniacza
1 pkt
Zadanie 13.
[1 pkt]
Uzupełnij lukę w poniższym zdaniu wpisując jedno spośród wymienionych wyrażeń podanych w
nawiasie (mocnego kwasu i mocnej zasady; mocnego kwasu i słabej zasady; słabego kwasu i
mocnej zasady; słabego kwasu i słabej zasady).
Hydroliza kationowo-anionowa soli zachodzi w przypadku soli pochodzącej od słabego kwasu i
słabej zasady.
- za wpisanie poprawnego wyrażenia
Zadanie 14.
1 pkt
[5 pkt]
Wodorowęglan sodu stosowany jest w lekarstwach dla chorych na nadkwasotę, mających zgagę.
Zapisz przebieg hydrolizy wodorowęglanu sodu (dysocjacja, reakcja jonów z wodą oraz skrócony
zapis przebiegu reakcji) i podaj jaki rodzaj hydrolizy tu zachodzi oraz jaki jest nadany roztworowi
odczyn.
Dysocjacja wodorowęglanu sodu:
NaHCO3
H2O
Na+ + HCO3-
Jony reagują z wodą:
Na+ + HCO3- + H2O
Na+ + OH- + H2CO3
[ H2O + CO2]
Skrócony zapis przebiegu reakcji:
HCO3- + H2O
OH- + H2CO3
[ H2O + CO2]
Zaszła tu hydroliza anionowa, a roztworowi został nadany odczyn zasadowy.
9
- za prawidłowy zapis równania dysocjacji jonowej
1 pkt
- za prawidłowy zapis równania jonów z wodą
1 pkt
- za prawidłowy zapis skróconego zapisu reakcji
1 pkt
- za prawidłowe podanie rodzaju hydrolizy
1 pkt
- za prawidłowe podanie odczynu
1 pkt
Zadanie 15.
[3 pkt]
Na podstawie wzorów sumarycznych podaj nazwy systematyczne związków chemicznych oraz na
podstawie nazwy napisz wzór sumaryczny:
a) chlorek hydroksomagnezu magnezu – Mg(OH)Cl
b) [Cu(OH)]2CO3 - węglan wodorotlenek miedzi (II)
[węglan hydroksomiedzi(II)]
c) Fe(OH)Cl2
[chlorek hydroksożelaza (III)]
- dichlorek wodorotlenek żelaza (III)
- z poprawne napisanie wzoru sumarycznego
1 pkt
- za każdą poprawnie napisaną nazwę systematyczną hydroksosoli
1 pkt
Zadanie 16.
[5 pkt]
Zaproponuj doświadczenia na identyfikację azotu w mleku uwzględniając: schemat, odczynniki,
obserwacje i wnioski. Masz do dyspozycji również papierek lakmusowy zwilżony wodą
destylowaną – do czego i w jakim celu go wykorzystasz?
Stężony roztwór NaOH
Schemat doświadczenia:
papierek lakmusoway
mleko
Odczynniki:
lub bez palnika
Stężony roztwór NaOH
Obserwacje:
Wydziela się w probówce gaz o intensywnym zapachu. Umieszczony zwilżony papierek
10
lakmusowy do wylotu probówki zabarwia się na kolor niebieski.
Wnioski:
Wydzielający się w probówce gaz o intensywnym zapachu, to amoniak, który świadczy o
obecności azotu w białku. Niebieskie zabarwienie papierka świadczy o ulatnianiu się
amoniaku, który w obecności wody odbarwia papierek na niebiesko, co świadczy o odczynie
zasadowym.
- za narysowanie prawidłowego schematu
1 pkt
- za podanie właściwych odczynników
1 pkt
- za podanie poprawnych obserwacji
1 pkt
- za podanie poprawnych wniosków
1 pkt
- za poprawne udzielenie odpowiedzi na temat papierka lakmusowego
1 pkt
Zadanie 17.
[2 pkt]
Gips palony stosuje się m. in. w budownictwie do gipsowania otworów w ścianach. Taką zaprawę
przygotowuje się przez zmieszanie gipsu z wodą. Zapisz równanie reakcji gipsu z wodą i podaj
nazwę zwyczajową produktu.
(CaSO4)2•H2O + 3 H2O
2(CaSO4•2H2O)
lub
gips krystaliczny (dwuwodny)
2CaSO4•H2O + 3 H2O
2(CaSO4•2H2O)
- za poprawne napisanie równania reakcji chemicznej
1 pkt
- za poprawne podanie nazwy produktu
1 pkt
Zadanie 18.
[5 pkt]
Do pobranej próbki roztworu ze słoika z ogórkami konserwowymi dodano oranżu metylowego,
który zabarwił się na kolor czerwony.
a) Jaki związek chemiczny znajdował się w badanej próbce roztworu?
To był kwas octowy (etanowy).
b) Jaki jon znajdował się w badanym związku?
To był jon wodorowy [H+]
c) Napisz równanie reakcji dysocjacji tego związku.
H2O
CH3COOH
CH3COO- + H+
d) Napisz równanie reakcji w zapisie jonowym tego związku z magnezem oraz podaj nazwę
systematyczną nowo powstałego związku chemicznego.
11
2CH3COO- + 2H+ +Mg
2CH3COO- + Mg2+ + H2↑
etanian magnezu (octan magnezu)
- za poprawną nazwę związku chemicznego w roztworze
1 pkt
- za poprawne podanie jonu
1 pkt
- za poprawnie napisane równanie dysocjacji jonowej
1 pkt
- za poprawnie napisane równanie reakcji w zapisie jonowym (kwas octowy + magnez)
1 pkt
- za poprawnie podaną nazwę systematyczną powstałej soli
1 pkt
Zadanie 19.
[2 pkt]
Mając do dyspozycji tłuszcz zawierający tripalmitynian gliceryny i stężony roztwór KOH zapisz
równanie reakcji na wzorach, z uwzględnieniem warunków reakcji. Jak nazywamy taką reakcję?
O
CH2 ─ O ─ C ─ C15H31
CH2 ─ OH
O
temp.
CH ─ O ─ C ─ C15H31
+ 3 KOH
3 C15H31 COOK + CH ─ OH
O
CH2 ─ O ─ C ─ C15H31
CH2 ─ OH
Jest to reakcja zmydlania tłuszczów.
- za poprawnie napisane równanie reakcji
1 pkt
- za podanie poprawnej nazwy reakcji
1 pkt
Zadanie 20.
[3 pkt]
Na wzorach strukturalnych napisz równanie reakcji estryfikacji maślanu etylu, zaznaczając w
kółeczku elementy, z których powstaje woda oraz grupa estrowa i właściwie podpisując.
H H H O
H H
|
|
|
|
||
|
H─C─C─C─C─O─H + H─C─C─O─H
|
|
|
H H H
|
|
H H
H2O
st. H2SO4
H H H O
H H
|
|
|
|
||
|
H2O + H─C─C─C─C─O─C─C─H
|
|
|
H
H H
|
|
H H
grupa (wiązanie) estrowa
12
- za poprawnie napisane równanie na wzorach strukturalnych
1 pkt
- za oznaczenie elementów, z których powstaje woda
1 pkt
- za oznaczenie wiązania estrowego
1 pkt
Zadanie 21.
[3 pkt]
Poniższa tabela przedstawia wzory kwasów karboksylowych i ich właściwości. Używając strzałki
oznacz w pionie (↑, ↓) wzrost.
Kwas
Aktywność Rozpuszczalność
chemiczna
w wodzie
Łatwość
dysocjacji
jonowej
Gęstość
Liczba
atomów węgla
w cząsteczce
HCOOH
CH3COOH
C2H5COOH
C3H7COOH
C4H9COOH
- za prawidłowe oznaczenie 2 lub 3 właściwości
1 pkt
- za prawidłowe oznaczenie 4 właściwości
2 pkt
- za prawidłowe oznaczenie 5 właściwości
3 pkt
Zadanie 22.
[5 pkt]
W pięciu probówkach znajdują się substancje. W probówce 1 i 4 znajdują się substancje o podobnej
budowie chemicznej, przy czym substancja z probówki 1 ma właściwości higroskopijne, dzięki
czemu służy w przemyśle spożywczym do konserwacji środków, które powinny zachować wilgoć,
natomiast pod wpływem substancji z 4 probówki K2Cr2O7 zmienia barwę z pomarańczowej na
zieloną w obecności kwasu siarkowego (VI). Substancje znajdujące się w probówce 2 i 3
odbarwiają wodę bromową i roztwór manganianu (VII) potasu. Substancja z probówki 3 jest o
przyjemnym i delikatnym zapachu oraz wykorzystywana jest do syntetycznej produkcji substancji
znajdującej się w probówce 4. Substancja z probówki 2 jest obecna m.in. w oliwie z oliwek. Do
uzyskania substancji znajdującej się w probówce 5 użyto jednego z substratów, do którego spalania
całkowitego zużywa się 26 cząsteczek tlenu. Substancja znajdująca się w probówce 5 pieni się pod
wpływem wody i zaliczana jest do mydeł mazistych.
W miejsce kropek przy numerze probówki wpisz wzór sumaryczny odpowiedniego związku
chemicznego, który znajduje się w tej probówce.
probówka nr 1 - C3H5(OH)3
13
probówka nr 2 – C17H33COOH
probówka nr 3 - C2H4
probówka nr 4 - C2H5OH
probówka nr 5 – C17H35COOK
lub
KC17H35COO
- za poprawnie odgadnięty każdy związek chemiczny i poprawny zapis wzoru
sumarycznego
1 pkt