Zostań Mistrzem Chemii Klasa II, etap 1 Termin oddania rozwiązań

Zostań Mistrzem Chemii
Klasa II, etap 1
Termin oddania rozwiązań – 9 maja 2014r.; godzina 1100
Zadanie 1.
W 1789r. A.L.Lavoisier wysunął hipotezę, że każdy gaz można przeprowadzić w stan ciekły. Badania
M.Faradaya zapoczątkowane w 1823 r. doprowadziły do uzyskania w 1845 r. temperatury -110°C, co pozwoliło
skroplić znane wówczas gazy za wyjątkiem kilku, w tym tlenu, azotu i wodoru.
W 1883r. Z.Wróblewski i K.Olszewski rozpoczęli prace nad skropleniem składników powietrza na Uniwersytecie
Jagiellońskim, gdzie była aparatura, w której możliwe było osiągnięcie temperatury -225C. Uczonym udało się
skroplić tlen, azot, tlenek węgla(IV) i argon. Określili też warunki, w których jest możliwe skroplenie wodoru próby otrzymania tego gazu w stanie ciekłym zakończyły się niepowodzeniem.
a) Korzystając z danych zawartych w układzie okresowym, porównaj wartości temperatury wrzenia tlenu,
azotu i wodoru.
b) Zastanów się i napisz, dlaczego skroplenie wodoru jest trudniejsze od skroplenia innych gazów —
składników powietrza.
Zadanie 2.
Kiedyś sądzono, że powietrze jest substancją prostą, czyli pierwiastkiem chemicznym. Tlen — ważny składnik
powietrza, odkryto, nazwano i zaliczono do pierwiastków dopiero pod koniec XVIII wieku. Jednak dużo
wcześniej, żyjący na przełomie wieku XV i XVI, artysta i uczony, Leonardo da Vinci twierdził, że powietrze
składa się z co najmniej dwóch gazów, z których jeden podtrzymuje płomień i życie. Uczony ten jest autorem
powiedzenia: „tam, gdzie się nie pali płomień, nie może żyć żadne oddychające zwierzę”.
a) Czy słowa wypowiedziane przez L. da Vinci można potwierdzić naukowo? Odpowiedź uzasadnij.
b) Napisz, na jakiej podstawie sądzono, że powietrze jest pierwiastkiem chemicznym.
Zadanie 3.
Jednym z najbardziej znanych tlenków jest tlenek krzemu(IV). Tworzy on kilka odmian krystalicznych, z których
najbardziej znane to piasek i kwarc. Kwarc występuje w postaci pojedynczych kryształów o rozmaitych
kształtach, pięknych wzorach i barwach. Czysty jest znany jako bezbarwny kryształ górski. Zabarwienie
kryształów kwarcu jest spowodowane domieszkami różnych pierwiastków (np. wapnia, magnezu, glinu, żelaza,
niklu, chromu). Znany Wam zapewne ametyst, jaspis czy agat to również odmiany tlenku krzemu(IV).
a) Napisz wzór tlenku krzemu(IV) i jego nazwę potoczną.
b) Oblicz stosunek masowy krzemu i tlenu w tlenku krzemu(IV).
c) Napisz, jak nazywają się odmiany krystaliczne tlenku krzemu(IV) i jakie mają barwy.
Zadanie 4.
Gaz szlachetny o najmniejszej gęstości – hel – został odkryty najpierw na Słońcu (stąd jego nazwa), a dopiero
potem na Ziemi. Jest bardzo rozpowszechniony we wszechświecie (zajmuje drugie miejsce po wodorze),
w atmosferze ziemskiej jest go znacznie mniej. Można go otrzymywać bezpośrednio z powietrza, ale częściej
na skalę przemysłową jest otrzymywany z gazu ziemnego. Hel jest pierwiastkiem, który jest mało aktywny
chemicznie i nie tworzy związków z innymi pierwiastkami. Nie reaguje z tlenem jest niepalny. Stosowany jest
m.in. do napełniania balonów.
a) Napisz, gdzie występuje hel.
b) Podaj, z jakich surowców otrzymuje się hel.
c) Wyjaśnij, dlaczego napełnianie balonów helem jest bezpieczne, a wodorem nie jest.
Zadanie 5.
W niewietrzonych pomieszczeniach, w których przebywają ludzie, wzrasta zawartość tlenku węgla(IV). Nie
powinna ona przekraczać 0,1% objętości powietrza. Jeżeli jest trochę wyższa, człowiek zaczyna się źle czuć. Gdy
osiąga wartość 10%, człowiek zaczyna się dusić, a przy zawartości 20% może stracić przytomność, a nawet
życie.
a) Czy ilość tlenku węgla(lV) w powietrzu ma wpływ na samopoczucie i zdrowie ludzi?
b) Jakie niebezpieczeństwo grozi ludziom przebywającym w pomieszczeniu o
5 m  10 m  3 m, gdy znajdzie się tam 100 g tlenku węgla(IV)?
c) Jakie znaczenie ma wietrzenie pomieszczeń, w których przebywa większa liczba osób?
wymiarach
Zadanie 6.
Mieszanina wodoru i tlenu jest wybuchowa, zbliżenie do niej iskry lub podgrzanie powoduje gwałtowne jej
zapalenie połączone z efektem dźwiękowym świetlnym. Wodór z tlenem zmieszany w stosunku objętościowym
2: 1 to mieszanina piorunująca, mająca szczególnie dużą siłę wybuchu.
a) Napisz równanie reakcji, która zachodzi podczas wybuchu mieszaniny wodoru tlenu.
b) Oblicz masę mieszaniny piorunującej, która zajmuje objętość 60 cm3.
Zadanie 7.
Tlenkiem, który przyczynia się do zanieczyszczenia powietrza i powstawania kwaśnych opadów, jest tlenek
siarki(IV). Jest on niebezpieczny dla człowieka: 58,6 mg tego gazu w 1 m3 powietrza powoduje kaszel i drapanie
w gardle.
a) Podaj wzór tlenku siarki, który jest odpowiedzialny za zanieczyszczenia powietrza i powstawanie
kwaśnych opadów.
b) Oblicz, jakie stężenie tlenku siarki(IV) w powietrzu jest niebezpieczne dla zdrowia człowieka.