M O D E L O D P O W I E D Z I do zadań na konkursz chemii etapu

M O D E L O D P O W I E D Z I do zadań na konkursz chemii etapu

1
MODEL
ODPOWIEDZI
do zadań na konkurs z chemii etapu wojewódzkiego w roku szkolnym 2012/2013
Jeżeli uczeń podczas obliczeń stosował inną metodę, niż zaproponowano w modelu,
a była ona zgodna z zasadami logicznego myślenia, uczeń uzyskiwał odpowiednio
przydzielone punkty.
Zadanie 1.
[0-1 pkt]
Uczniowie w gimnazjum na lekcji chemii badali właściwości elektryczne substancji chemicznych
i mieszanin: wody destylowanej, roztworu wodorotlenku sodu, roztworu kwasu solnego, roztworu soli
kamiennej,
roztworu cukru
oraz miedzi,
używając
sprzętu
wg
schematu:
Po przeprowadzonym doświadczeniu uczniowie zapisali obserwacje w tabeli:
Substancja / mieszanina
Obserwacje
Woda destylowana
Żarówka nie świeci się
Roztwór wodorotlenku sodu
Żarówka świeci się
Roztwór kwasu solnego
Żarówka świeci się
Roztwór soli kamiennej
Żarówka świeci się
Roztwór cukru
Żarówka nie świeci się
2
Miedź
Żarówka świeci się
Spośród poniżej przedstawionych odpowiedzi A-G wybierz poprawny wniosek wstawiając X w
miejsce kratki :
 A. Tylko miedź jest ciałem stałym, pozostałe to ciecze.
 B. Woda destylowana i miedź to substancje, a pozostałe to mieszaniny.
 C. Miedź najlepiej przewodzi prąd elektryczny.
x D. Roztwory: wodorotlenku sodu, kwasu solnego, soli kamiennej
i miedź przewodzą prąd
elektryczny.
 E. Roztwór cukru i woda destylowana przewodzą prąd elektryczny.
 F. Miedź ma barwę rudawą, a pozostałe są bezbarwne.
 G. Roztwory: wodorotlenku sodu, kwasu solnego, soli kamiennej i cukru to mieszaniny jednorodne.
Zadanie 2.
[0-2 pkt.]
Poniższe zdania stanowią obserwacje lub wnioski, jakie można sformułować przeprowadzając różne
doświadczenia chemiczne. Spośród tych zdań wybierz te, które są wnioskami z doświadczeń, wstawiając
X w miejsce kratki:
 A. Zapalone łuczywko w obecności pewnego gazu zgasło.
 B. Wydziela się gaz o zapachu zgniłych jaj.
X C. Dwutlenek węgla tłumi ogień.
X D. W reakcji spalania całkowitego alkanów powstaje dwutlenek węgla i woda.
 E. W reakcji strąceniowej powstał niebieski galaretowaty osad.
X F. Etanol ma niższą temperaturę wrzenia niż woda.
 G. Woda bromowa odbarwiła się.
 H. Podczas spalania magnezu powstał biały proszek.
 I. Cukier szybciej rozpuścił się w herbacie gorącej niż zimnej.
Zadanie 3.
[0-2 pkt.]
Poniższy schemat przedstawia przeprowadzone doświadczenie:
3
Podczas
doświadczenia:
− w probówkach 1 i 4 nie zaobserwowano żadnych zmian,
− w probówkach 2 i 3 zaobserwowano, że substancje rozpuściły się w wodzie.
Na podstawie obserwacji doświadczenia oceń prawdziwość zdań i wybierz literę P - jeśli zdanie jest
prawdziwe lub F - jeśli zdanie jest fałszywe (wybraną literę zakreśl kółeczkiem):
Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji niepolarnych
F
Substancje o wiązaniach jonowych dobrze rozpuszczają się w wodzie
Zadanie 4.
P
[0-5 pkt.]
Poniżej w tabeli przedstawiono zestawy różnych substancji. Każdy zestaw zawiera jedną substancję nie
pasującą do pozostałych substancji oznaczoną literą A, B, C, D, E lub F. Do pustej tabeli wpisz literę
substancji, która nie pasuje do pozostałych w zestawie oraz zapisz uzasadnienie, dla którego ją wybierasz:
Zestaw
A
B
C
D
E
F
1
sód
potas
glin
lit
magnez
bar
2
C2H6
C3H6Br2
C10H22
C2H2Br4
C7H16
C3H6
3
NaOH
H2SO4
K3PO4
C17H35COOH
HCOOH
HCl
4
Cu(OH)2
K2SO4
Ca3(PO4)2
AgCl
Pb(OH)2
Fe2S3
5
glicerol
etanian
metyloamina
glicyna
etan
kwas
4
butylu
palmitynowy
Tabela do uzupełnienia:
Zestaw
Substancja, która nie
pasuje
Uzasadnienie
1
C
Glin nie należy do metali aktywnych chemicznie lub glin
nie reaguje z wodą
2
F
Propen posiada wiązanie podwójne w łańcuchu węglowym,
pozostałe związki posiadają tylko wiązania pojedyncze w
łańcuchu węglowym
3
D
Kwas stearynowy nie ulega dysocjacji lub kwas stearynowy
nie rozpuszcza się w wodzie
4
B
Siarczan (VI) potasu rozpuszczalny w wodzie
5
E
Etan jest węglowodorem, pozostałe związki to pochodne
węglowodorów
Jeżeli uczeń zauważył, że inna niż proponowana w zestawie substancja nie pasuje i uzasadnił ten wybór
prawidłowo z punktu widzenia chemicznego otrzymał punkt.
Zadanie 5.
[0-2 pkt.]
Tlenek glinu występuje w kilku odmianach i z uwagi na to ma szerokie zastosowanie. Spośród poniżej
przedstawionych różnych zastosowań wybierz właściwe dla tlenku glinu i wpisz X do pierwszej
kolumny:
X Odpowiedź
Zastosowanie
A
Produkcja proszków do prania
B
Produkcja materiałów szlifierskich
C
Stosowany do wytapiania szkła
X
D
Produkcja materiałów ogniotrwałych
X
E
Stosowany jako dodatek do past do zębów
F
Produkcja nawozów sztucznych
X
G
Stosowany jako katalizator
X
H
Stosowany do otrzymywania metalicznego glinu
X
Zadanie 6.
[0-3 pkt.]
Oblicz, z ilu merów musi składać się makrocząsteczka polipropylenu, aby zawierała tyle atomów węgla
co 200 cząsteczek kwasu stearynowego. Udziel poprawnej odpowiedzi.
1 mer = 1 cząsteczka propylenu
5
1 cząsteczka kwasu stearynowego (C17H35COOH)
-
18 atomów węgla
200 cząsteczek kwasu stearynowego
-
X atomów węgla
X atomów C = 3 600 atomów węgla
1 cząsteczka propylenu
-
X cząsteczek propylenu (merów) -
3 atomy węgla
3 600 atomów węgla
X merów = 1 200 merów
Odp.: Makrocząsteczka polipropylenu musi składać się z 1 200 merów, aby zawierała tyle atomów węgla,
co 200 cząsteczek kwasu stearynowego.
Zadanie 7.
[0-5 pkt.]
Do krystalizatora z wodą dodano kilka kropel wywaru z czerwonej kapusty. Następnie wrzucono
niewielki kawałek potasu, który nakryto
lejkiem z nałożoną nań probówką, co
przedstawia schemat:
Podczas
zaobserwowano:
doświadczenia
a) gwałtowny przebieg reakcji
b) pojawienie się płomienia
c) ogrzanie się lejka
d) stapianie się potasu
e) wydzielanie się gazu
Udziel odpowiedzi na pytania dotyczące opisanego doświadczenia:
A. W jaki sposób dokonasz identyfikacji wydzielającego się gazu?
Odp.: Po zdjęciu probówki z lejka należy przyłożyć jej wylot do płomienia – sprawdzimy palność
6
tego gazu.
B. Jaka właściwość gazu pozwala na zbieranie go w sposób przedstawiony na schemacie?
Odp.: Gazem otrzymanym w tym doświadczeniu jest wodór, który to ma mniejszą gęstość od
gęstości powietrza.
C. Jaki typ reakcji zaszedł, biorąc pod uwagę energię tej reakcji?
Odp.: Była to reakcja egzoenergetyczna (egzotermiczna) – z wydzielaniem się energii do otoczenia.
D. Jakie jony powstały w wyniku tej reakcji chemicznej?
Odp.: W wyniku tej reakcji chemicznej powstały jony OH- i K+.
E. O jaką obserwację można uzupełnić jeszcze opis objawów tej reakcji?
Odp.: Wywar z czerwonej kapusty w wyniku reakcji chemicznej zabarwił się na kolor zielony.
Zadanie 8.
[0-2 pkt.]
Gazami cieplarnianymi nazywa się te gazy, które mają zdolność do pochłaniania promieniowania
podczerwonego emitowanego przez Ziemię. W ten sposób następuje naruszenie równowagi między
energią cieplną dochodzącą do Ziemi i wypromieniowywaną z niej.
Spośród poniżej wymienionych substancji wybierz gazy cieplarniane oznaczone literami, a następnie
wpisz literę danej substancji w miejsce kropek przy odpowiedzi:
A. SO3
B. CO
C. N2O5
D. N2O
E. CO2
F. CFC – freony
G. C2H6
H. O2
I. CH4
J. O3
K. H2
L. C2H2
Odp.: Do gazów cieplarnianych zaliczamy: D, E, F, I, J.
7
Zadanie 9.
[0-1 pkt]
Gwałtowny rozwój cywilizacji i wzrost liczby ludności na świecie powoduje bardzo duże
zanieczyszczenia środowiska naturalnego czego skutkiem jest:
a. korozja metali i ich stopów (wiadukty, konstrukcje, słupy, szyny itd.)
b. spowolnienie procesów fotosyntezy roślin uprawnych
c. zamieranie roślin na skutek uszkodzenia aparatów szparkowych (głównie drzew iglastych)
d. odpadanie tynków i niszczenie murów
e. choroby oczu, np. katarakta
f. nowotwory skóry, np. czerniak
g. nawałnice deszczowe
h. podnoszenie się poziomu wód w morzach i oceanach
i. mutacje genetyczne
j. topnienie lodowców
k. zakwaszona gleba i woda
l. śnięcie ryb na skutek zatykania skrzeli przez związki glinu
m. niszczenie strefy włośnikowej korzeni przez związki glinu
n. wysoki poziom promieniowania ultrafioletowego
o. przesunięcie się stref klimatycznych na północ i południe w kierunku biegunów Ziemi
p. wzrost temperatury na Ziemi
Które z wymienionych skutków powodowane są efektem cieplarnianym (po analizie wybraną literę
wstaw w miejsce kropek w odpowiedzi)?
A. a, b, c, d, k, l, m
B. b, e, f, i, n
C. g, h, j, o, p
D. h, j, p
Odp.: Efekt cieplarniany przyczynia się do powstawania następujących skutków: C.
Zadanie 10.
[0-6 pkt.]
Uczniowie na lekcji chemii przeprowadzali reakcję estryfikacji wykorzystując kwas masłowy i etanol.
W efekcie uzyskali substancję o zapachu ananasów, co ich mile zaskoczyło. W zawiązku z powyższym
wykonaj następujące polecenia:
− narysuj schemat doświadczenia z opisem, które uczniowie przeprowadzali,
− napisz na wzorach ogólnych równanie reakcji estryfikacji,
− podaj nazwę systematyczną substancji o charakterystycznym zapachu, którą otrzymali uczniowie,
− zapisz równanie reakcji na wzorach strukturalnych (kreskowych),
8
− zaznacz elementy w równaniu, z których powstaje woda i oznacz grupę estrową, odpowiednio
podpisując je.
Schemat doświadczenia z opisem:
probówka z C3H7COOH i C2H5OH w obecn. st. H2 SO4
łaźnia wodna
st. H2SO4
CnH2n+1COOH + CnH2n+1OH
CnH2n+1COOCnH2n+1 + H2O
H H H O
H H
|
|
|
| ||
|
H─C─C─C─C─O─H + H─C─C─O─H
|
|
|
H H H
|
|
H H
st. H2SO4
H H H
O
H H
|
||
|
|
|
|
H─O─H + H─C─C─C─C─O─C─C─H
|
|
|
H H H
|
|
H H
+
H2O
grupa estrowa (wiązanie estrowe)
Substancja, która powstała wskutek reakcji estryfikacji o zapachu ananasów to – butanian etylu.
9
Zadanie 11.
[0-1 pkt]
Do estrów nie należy (poprawną odpowiedź zaznacz kółeczkiem):
A. tristearynian gliceryny
B. stearynian wapnia
C. woski
D. mrówczan metylu
Zadanie 12.
[0-1 pkt]
W reakcji kwasu mrówkowego z tlenkiem baru powstaje mrówczan baru. Które z poniższych równań jest
poprawnym zapisem takiego równania (poprawną odpowiedź zaznacz kółeczkiem)?
A. 2HCOOH + BaO → (HCOO)2Ba + H2↑
B. 2HCOOH + BaO → (HCOO)2Ba + H2O
C. HCOOH + BaO → HCOOBa + H2O
D. 2HCOOH + BaO → H2COOBa + H2O + CO2
Zadanie 13.
[0-4 pkt.]
Do roztworu kwasu octowego, w którym na jeden jon octanowy przypada 20 cząsteczek wody, dolano
roztworu wodorotlenku baru, w którym na jeden jon baru przypada 200 cząsteczek wody. Jakie jest
stężenie procentowe powstałego roztworu soli, jeżeli kwas i zasada przereagowały całkowicie. Zapisz
równanie reakcji, obliczenia i udziel prawidłowej odpowiedzi (wynik podaj z dokładnością do dwóch
miejsc po przecinku).
2CH3COOH + Ba(OH)2 →
(CH3COO)2Ba + 2H2O
Uwzględniając warunki zadania, mamy:
2CH3COOH + 40H2O + Ba(OH)2 + 200 H2O →
(CH3COO)2Ba + 242 H2O
masa roztworu: (CH3COO)2Ba + 242 H2O, czyli: 137g + 2(2 x 12g + 3 x 1g + 2 x 16g) + 242 x 18g =
4611g
masa substancji: (CH3COO)2Ba , czyli: 137g + 2(2 x 12g + 3 x 1g + 2 x 16g) = 255g
255g x100%
C% =
≈ 5,53%
4611g
Odp. Stężenie procentowe powstałego roztworu soli wynosi ok. 5,53%.
Zadanie 14.
[0- 2 pkt.]
Szybki rozwój motoryzacji z końcem XX wieku spowodował ogromne zapotrzebowanie na benzynę
pozyskiwaną drogą destylacji frakcyjnej. Taka sytuacja wymusiła na producentach opracowania innego
10
sposobu – metody krakingu, pozwalającej na otrzymywanie benzyny syntetycznej z węglowodorów
o długich łańcuchach węglowych. Wysoka temperatura i wysokie ciśnienie powodują rozerwanie wiązań
węgiel-węgiel, w wyniku czego powstają różne produkty. Przykładem jest kraking oktadekanu:
C18 H38 → C8 H18 + 2C2 H4 + 2C3 H6
Powyższe równanie zapisz za pomocą wzorów strukturalnych oraz ustal liczbę wiązań węgiel-węgiel w
cząsteczce oktadekanu, która uległa rozerwaniu.
H
H
H
H
H
H
H H
H H
H
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H─C─ (C)16 ─C─H
|
|
H─C─ (C)6 ─C─H + 2 C = C + 2 C = C ─ C ─ H
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Liczba rozerwanych wiązań węgiel-węgiel, to: 4.
Zadanie 15.
[0-3 pkt.]
W dwóch probówkach masz substancje: w jednej etan, a w drugiej etyn, ale nie wiesz, który gaz jest w
danej probówce. Twoje zadanie polega na zaproponowaniu 2 doświadczeń, za pomocą których
zidentyfikujesz te substancje. Podaj jakich odczynników użyjesz, by odróżnić od siebie oba te gazy i
zapisz obserwacje w obu zaproponowanych przez Ciebie doświadczeniach.
Odczynniki lub właściwość gazu:
− woda bromowa [Br2 (aq)] i/lub
− roztwór KMnO4 i/lub
− tlen - reakcja spalania (palność etanu i etynu)
Obserwacje:
− woda bromowa [Br2 (aq)] – odbarwienie roztworu w przypadku etynu, brak odbarwienia w
przypadku etanu;
− roztwór KMnO4 - odbarwienie roztworu w przypadku etynu, brak odbarwienia w przypadku
etanu:
− tlen - reakcja spalania (palność etanu i etynu) - etan spala się niebieskim niekopcącym
płomieniem, a etyn spala się żółtym kopcącym płomieniem.
Zadanie 16.
[0-1 pkt]
Temperatury topnienia dla propanu i metanu wynoszą odpowiednio: ok. -188oC i ok. -182oC. Wskaż
najbardziej prawdopodobną temperaturę topnienia etanu (zaznacz kółeczkiem prawidłową odpowiedź):
A. 20oC
B. -100oC
C. -183oC
D. -193oC.
11
Zadanie 17.
[0-6 pkt.]
Z jakimi kwasami kojarzą Ci się:
A. staearyna:
Odp.: kwas stearynowy i kwas palmitynowy
B. jad pszczeli
Odp.: kwas mrówkowy (metanowy)
C. zalewa do grzybów marynowanych
Odp.: kwas octowy (etanowy)
D. zapach zjełczałego masła
Odp.: kwas masłowy (butanowy)
E. oliwa z oliwek
Odp.: kwas oleinowy
F. odrdzewiacz
Odp.: kwas fosforowy (V)
Zadanie 18.
[0-6 pkt.]
Poniżej w tabeli wpisz cel przeprowadzania danej reakcji chemicznej:
L.p.
Reakcja chemiczna
Cel przeprowadzania
1.
Reakcja ksantoproteinowa
Wykrywanie białka
2.
Spalanie acetylenu w
palnikach tlenowoacetylenowych
Otrzymywanie bardzo wysokich temperatur służących do cięcia
i spawania metali
3.
Reakcja kwasu
stearynowego z roztworem
wodorotlenku sodu
Otrzymywanie mydła sodowego
4.
Reakcja azotanu (V) ołowiu Badanie zachowania się białka pod wpływem soli metali ciężkich
(II) z białkiem
lub wykrywanie siarki
5.
Próba jodoskrobiowa
Wykrywanie skrobi
6.
Reakcja biuretowa
Wykrywanie białka
Zadanie 19.
[0-3 pkt.]
Jeden kwas organiczny i dwa estry mają identyczny wzór sumaryczny C 3H6O2. Napisz wzory strukturalne
tych związków chemicznych i podaj ich nazwy.
12
H H O
H O
|
|
| ||
H─C─C─C─O─H
|
||
H
O
|
||
H─C─C─O─C─H
|
H H
H H
|
|
H─C─O─C─C─H
|
|
|
|
H
H
H H
kwas propanowy (propionowy) octan metylu (etanian metylu) mrówczan etylu (metanian etylu)
Zadanie 20.
[0-1 pkt]
Na zajęciach koła chemicznego uczniowie wykorzystywali w doświadczeniach następujące substancje
chemiczne i produkty:
a. amoniak
b. glukozę
c. skrobię
d. metyloaminę
e. glicynę
f. kwas palmitynowy
g. białko jaja kurzego
h. kwas azotowy (V)
i. sacharozę
j. azotan (V) ołowiu (II)
k. smalec
l. mleko
ł. mydło sodowe
m. chudą szynkę w plastrach.
Nauczyciel zadał uczniom polecenie, by zgrupowali te substancje pod kątem zawartości azotu w swoim
składzie pierwiastkowym.
Odpowiedzi uczniów zestawiono w tabeli poniżej:
Substancje i produkty zawierające azot
Uczeń I
b, c, f, h, i, j
Uczeń II
a, d, h, j
Uczeń III
a, d, e, g, h, j, l, m
Uczeń IV
a, d, e, g, h, j, k, l, ł, m
Który uczeń prawidłowo zgrupował substancje i produkty?
13
A. Uczeń I
B. Uczeń II
C. Uczeń III
D. Uczeń IV
Poniżej wpisz poprawną odpowiedź.
Odp.: C
Zadanie 21.
[0-3 pkt]
W paszy do skarmiania np. przeżuwaczy, zawarta jest skrobia i celuloza, które ulegają reakcjom
hydrolizy w przewodzie pokarmowym, z czego w przypadku skrobi powstaje produkt pośredni. Zapisz za
pomocą wzorów sumarycznych przebieg hydrolizy tych substancji chemicznych, podpisz substraty i
produkty.
enzymy
(C6H10O5)n
skrobia
enzymy
(C6H10O5)x
H2O
dekstryny
x<n
enzymy
(C6H10O5)n
celuloza
n C6H12O6
H2O
glukoza
n C6H12O6
H2O
glukoza