zadania - Komitet Organizacyjny Konkursu Chemicznego im

I edycja Konkursu Chemicznego
im. Ignacego Łukasiewicza
dla uczniów szkół gimnazjalnych
rok szkolny 2014/2015
ZADANIA
ETAP I (szkolny)
Zadanie 1
(20 pkt.)
Wapień znajduje szerokie zastosowanie jako surowiec budowlany. Jest również
używany do zobojętnienia kwasów w glebie, do wyrobu szkła, a także produkcji żelaza
i stali. Wapień można przekształcić w dwie inne ważne substancje: wapno palone
wykorzystywane do produkcji papieru, a na jego bazie wapno gaszone potrzebne
do przygotowania zaprawy murarskiej.
Zaprojektuj doświadczenie polegające na otrzymaniu wapna palonego i wapna
gaszonego w warunkach laboratoryjnych. Do dyspozycji masz kawałki wapienia,
dowolne odczynniki chemiczne i sprzęt laboratoryjny.
Zaproponuj ponadto sposób identyfikacji otrzymanego w doświadczeniu wapna
gaszonego.
Plan Twojego doświadczenia powinien zawierać szczegółowy opis metody, jaką
zamierzasz zastosować wraz z rysunkiem, wykaz sprzętu i odczynników
chemicznych, równania reakcji chemicznych, przewidywane obserwacje i wnioski.
Zadanie 2
(20 pkt.)
Fosfor biały otrzymywany jest w wyniku ogrzewania fosforanu wapnia, Ca3(PO4)2
z piaskiem i z koksem w piecach elektrycznych w temperaturze 1300-1450oC,
bez dostępu powietrza. Jest silnie trujący.
Dla człowieka o wadze 60 kg śmiertelna dawka wynosi 100 mg. Zatrutemu białym
fosforem podaje się w celu wywołania wymiotów roztwór siarczanu(VI) miedzi(II),
który w 1 dm3 zawiera 10 g tego związku.
Natomiast przy oparzeniach skóry białym fosforem stosuje się okłady z 2% roztworu
sody oczyszczonej.
a) Oblicz stężenie procentowe roztworu siarczanu miedzi stosowanego w celu
wywołania wymiotów, przyjmując, że jego gęstość wynosi około 1 g/cm3.
b) Oblicz, ile sody oczyszczonej należy rozpuścić w wodzie, aby otrzymać 500 g
roztworu na okłady.
c) Oblicz, czy spożycie dawki fosforu białego otrzymanego w wyniku ogrzewania
300 mg fosforanu(V) wapnia wywoła śmiertelne zatrucie u dziecka ważącego
35 kg.
Strona 2 z 5
Zadanie 3
(20 pkt.)
Octan butylu to organiczny związek chemiczny. Posiada ostry, ale umiarkowanie
przyjemny zapach kojarzący się z bananami. Stosowany jest na skalę przemysłową jako
rozpuszczalnik organiczny i jako składnik bezacetonowych zmywaczy do paznokci.
a) Podaj wzór sumaryczny i strukturalny tego związku.
b) Zapisz równanie reakcji otrzymywania tego związku w wyniku estryfikacji
(użyj wzorów półstrukturalnych). Podaj nazwy substratów oraz katalizatora.
Określ co należy zrobić, aby odwrócić ten proces. Zaproponuj metodę rozdziału
produktów tej reakcji i podaj jaką właściwość fizyczną w niej wykorzystano.
c) Oblicz jaką objętość powietrza (mierzoną w warunkach normalnych) należy
dostarczyć do środowiska reakcji aby całkowicie spalić 50g octanu butylu.
Gęstość tlenu w tych warunkach wynosi 1,429 kg/m3. Podaj nazwy otrzymanych
produktów.
Skład powietrza w warunkach
normalnych [%obj.]
Azot
78,084
Tlen
20,946
Argon
0,934
Dwutlenek węgla
0,036
Neon
0,00181
Hel
0,00052
Metan
0,00017
Krypton
0,00011
Wodór
0,00005
Ksenon
0,000008
d) Izomery to związki chemiczne o tym samym wzorze sumarycznym, lecz różniące
się budową i właściwościami fizycznymi. Narysuj wzory dwóch izomerów
octanu butylu za pomocą wzorów półstrukturalnych.
Strona 3 z 5
Zadanie 4
(20 pkt.)
Tripeptydy to związki chemiczne powstające w wyniku połączenia trzech cząsteczek
aminokwasów. Narysuj wzory półstrukturalne pięciu tripeptydów, które można
otrzymać mając do dyspozycji następujące aminokwasy:
Glicyna
Alanina
Seryna
Podaj ich wzory sumaryczne i zawartość procentową węgla i azotu w każdym z nich.
Wzór
sumaryczny
Wzór półstrukturalny
Strona 4 z 5
Zawartość
procentowa
węgla
Zawartość
procentowa
azotu
Zadanie 5
(20 pkt.)
Uraninit (UO2) jest to minerał promieniotwórczy z gromady tlenków. Należy
do minerałów rzadkich. Nazwa pochodzi od składnika uranu i stanowi główne źródło
otrzymywania uranu (86% U), radu (Ra), a także wielu innych pierwiastków.
Badania tego minerału doprowadziły Marię Skłodowską-Curie do odkrycia polonu (Po)
i radu (Ra), za co otrzymała w 1911 r. drugą Nagrodę Nobla.
1. Określ dla polonu i radu liczbę:
a) protonów,
b) elektronów,
c) neutronów,
d) nukleonów,
e) elektronów walencyjnych.
2. Oblicz średnią masę atomową polonu na podstawie informacji przedstawionych
na wykresie. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
56,26
41,32
2,42
zawartość
procentowa
izotopu
liczba masowa
208
209
3. Podaj jaki rodzaj wiązania
promieniotwórczym uraninit.
210
chemicznego
występuje
w
minerale
4. Oblicz okres półtrwania izotopu
Po wiedząc, że w próbce o masie
początkowej 200 g po upływie 306 lat pozostało 25 g tego izotopu.
5. Podaj nazwę izotopu pierwiastka chemicznego, który powstanie z izotopu
w wyniku dwóch przemian α i jednej przemiany β-, gdzie:
Ra
Przemiana alfa α polega na wyrzuceniu przez jądro atomowe cząstki α, czyli
jądra atomu helu-4:
→
Przemiana beta-minus β- polega na wyrzuceniu przez jądro atomowe elektronu:
→
Strona 5 z 5