doc. PaedDr. Markéta Pečivová, CSc. doc. RNDr. Marie Solárová, Ph.D. Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity, Ostrava

Transkript

1 Řešení školního kola ChO kat. D 2002/2003 KATEGORIE D Autoři: Mgr. Jiří Škoda Pedagogická fakulta UJEP v Ústí nad Labem, katedra chemie doc. PaedDr. Markéta Pečivová, CSc. Pedagogická fakulta UJEP v Ústí nad Labem, katedra chemie Mgr. Libor Mikulášek Pedagogická fakulta UJEP v Ústí nad Labem, katedra chemie Recenze: doc. RNDr. Marie Solárová, Ph.D. Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity, Ostrava RNDr. Věra Vaňková (pedagogická recenze) Sportovní gymnázium a Gymnázium Kladno TEORETICKÁ ČÁST (70 bodů) Úloha 1 12 bodů Je uváděna jedna z možných variant postupu řešení. Stejně tak lze využít výpočet trojčlenkou nebo pomocí rovnice. Rovnice: CH 2 OH CH 2 O NO 2 CH OH + 3 HNO 3 CH O NO H 2O CH 2 OH CH 2 O NO 2 ni Výpočet hmotnosti glycerolu: nj n i = n j m i /M i = m j /M j m i = m j.m i /M j m i = / 227 m i = 4052 g Výpočet objemu glycerolu: ρ = m/v V = m/ρ V = 4052 / 1,26 V = 3216 cm 3 V = 3,2 l 3

2 Odpověď: Na výrobu 10 kg nitroglycerinu je potřeba asi 3,2 litrů glycerolu. Řešení školního kola ChO kat. D 2002/2003 Rovnice reakce s kyselinou dusičnou 4 body Výpočet hmotnosti glycerolu 4 body Výpočet objemu glycerolu 3 body Zapsaná odpověď 1 bod Dohromady nejvýše 12 bodů Úloha 2 17 bodů Tajenka zní: STREPTOMYCIN Tato sloučenina se používá jako antibiotikum (léčivo). Strukturní vzorec se nehodnotí. Vyluštění osmisměrky 12 bodů Tajenka 2 body Použití streptomycinu 3 body Dohromady nejvýše 17 bodů Úloha 3 14 bodů Příklady sestavených grafů: 4

3 5 Řešení školního kola ChO kat. D 2002/2003

4 Řešení školního kola ChO kat. D 2002/2003 Výsledné hodnoty s uvedenou tolerancí pro uznání správnosti: vzorec název teplota tání ( C) teplota varu ( C) hustota (kgm 3 ) GeH 4 german 164,8 ± 10 88,1 ± ± 1000 Za každý správně nakreslený graf 3 body (dohromady 9 bodů) Za každou správně predikovaný údaj o hydridu germania 1 bod (dohromady 5 bodů) Dohromady nejvýše 14 bodů Úloha 4 12 bodů Výčet chyb v aparatuře: 1. Plamen kahanu je příliš vzdálen od síťky s baňkou. 2. Pro destilaci není vhodné používat kuželovou baňku. Lepší je vzít varnou baňku s kulatým dnem. 6

5 Řešení školního kola ChO kat. D 2002/ V baňce chybí varné kaménky. 4. Teploměr je v nástavci vsazen příliš nízko. 5. Směr proudění vody v chladiči je obráceně. Přívod chladící vody má být dolním vstupem, odvod horním. 6. Alonž nemůže být do předlohy vsazena přes zátku. Destilát by neodkapával. Za každou nalezenou chybu 2 body Dohromady nejvýše 12 bodů Úloha 5 15 bodů a) CuSO NaOH Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 hydroxid měďnatý, síran sodný Cu(OH) 2 CuO + H 2 O oxid měďnatý, voda b) CaCO 3 CaO + CO 2 oxid vápenatý, oxid uhličitý CaO + H 2 O Ca(OH) 2 hydroxid vápenatý Ca(OH) CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 hydrogenuhličitan vápenatý 4) 2 ZnS + 3 O 2 2 ZnO + 2 SO 2 oxid zinečnatý, oxid siřičitý ZnO + C Zn + CO zinek, oxid uhelnatý Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 síran zinečnatý, vodík Správně doplněné a vyčíslené rovnice po 1 bodu Zapsání každého z názvů produktů po 0,5 bodu dohromady nejvýše 15 bodů 7

6 Řešení školního kola ChO kat. D 2002/2003 PRAKTICKÁ ČÁST (30 bodů) Úkol 1 Zkumavka č. Rozpuštěná látka voda Rozpouštědlo toluen 1. benzin nerozpustný rozpustný 2. glycerol rozpustný nerozpustný 3. kyselina octová rozpustná nerozpustná 4. rostlinný olej nerozpustný rozpustný Úkol 2 Za každé správně vyplněné políčko 1 bod Dohromady 8 bodů ρ benzínu < ρ vody (benzín nad vodou) ρ glycerolu > ρ toluenu (glycerol pod toluenem) ρ kyseliny octové > ρ toluenu (kyselina octová pod toluenem) ρ rostlinného oleje < ρ vody (olej nad vodou) Za správný zápis pozorování 4 body Za správné srovnání hustot 4 body Dohromady 8 bodů Úkol 3 benzín nepolární látka glycerol polární látka kyselina octová polární látka rostlinný olej nepolární látka Úkol 4 Za správnou identifikaci 2 body Dohromady 8 bodů CH 3 CH 2 CH OH OH CH 2 OH H 3 C COOH toluen glycerol kyselina octová 8 Za každý správný vzorec 2 body Dohromady 6 bodů

7 Kontrolní test školního kola ChO kat. D 2002/2003 KONTROLNÍ TEST ŠKOLNÍHO KOLA KATEGORIE D Časová náročnost: 60 minut Úloha 1 12 bodů V každé z uvedených řad chemických látek je jedna, která do řady z nějakého důvodu nepatří. Najděte ji a podtrhněte. Na řádek vedle řady napište, proč vámi vybraná sloučenina podle vás do řady nepatří. a) HBr, H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4 b) NaOH, HCOOH, NH 4 OH, Ca(OH) 2 c) K 2 SO 4, Cu(NO 3 ) 2, Na 3 PO 4, NaHSO 4 d) CaO, SO 2, P 2 O 5, CO 2 Úloha 2 8 bodů Doplňte do uvedené tabulky chybějící údaje: Název uhlovodíku Počet C Počet H propan Molekulový vzorec Typ uhlovodíku (alkan, alken, alkin) 4 alken C 5 H 12 8 alkin hexen 2 C 2 H 4 Úloha 3 10 bodů Měděná ruda chalkopyrit má složení CuFeS 2. Kolik čisté mědi lze vyrobit z 200 t této rudy za předpokladu, že ruda obsahuje 18 % hlušiny? M(Cu) = 63,5 g.mol 1, M(Fe) = 55,8 g.mol 1, M(S) = 32,0 g.mol 1 9

8 Kontrolní test školního kola ChO kat. D 2002/2003 Úloha 4 2 body Z následujících vět vyberte správné tvrzení: a) V elektrochemické řadě kovů jsou ušlechtilé kovy umístěny nalevo od vodíku. b) Každý kov je schopen vyredukovat z roztoků všechny kovy umístěné napravo od něj v elektrochemické řadě kovů. c) Železo nemůže být z roztoku své soli vytěsněno. d) Každý kov je schopen vyredukovat z roztoků všechny kovy umístěné nalevo od něj v elektrochemické řadě kovů. Úloha 5 8 bodů Zapište slovně vyjádřené chemické reakce jejich správnou a vyčíslenou chemickou rovnicí. a) Oxid uhličitý se zavádí do vodného roztoku hydroxidu vápenatého. Vzniká nerozpustná sůl a voda. rovnice: b) Zaváděním plynného chloru do roztoku bromidu draselného vzniká sůl a červenohnědá látka. rovnice: c) Roztok jodidu draselného reaguje s roztokem dusičnanu olovnatého za vzniku dvou solí, z nichž jedna se vylučuje ve formě zlatavě žluté sraženiny. rovnice: d) Kyselina octová reaguje s methanolem za vzniku vody a látky, která výrazně voní po rumu. rovnice: 10

9 Kontrolní test školního kola ChO kat. D 2002/2003 Úloha 6 5 bodů Očištěný železný hřebík ponoříme do vodného roztoku modré skalice. Po chvíli se povrch hřebíku pokryje načervenalou látkou. a) Napište chemickou rovnici reakce: b) Napište látku, která se oxiduje: c) Napište látku, která je redukčním činidlem: d) Napište látku, která je oxidována: e) Napište částici, která přijímá elektrony: f) Napište značky prvků, které mění oxidační číslo: Úloha 7 4 body Napište do tabulky, jakým způsobem (jakou laboratorní technikou) byste oddělili jednotlivé složky uvedených směsí. Směs Způsob rozdělení Získání pevného NaCl z jeho vodného roztoku. Získání ethanolu ze zkvašené ovocné šťávy. Oddělení sraženiny jodidu olovnatého z roztoku. Přečištění jodu obsahujícího různé pevné příměsi. Úloha 8 4 body Zapište správným chemickým vzorcem názvy těchto chemických látek: a) octan hlinitý: b) kyselina chlorečná: c) manganistan draselný: d) amoniak: 11

10 Kontrolní test školního kola ChO kat. D 2002/2003 Úloha 9 7 bodů Doplňte a vyčíslete následující chemické rovnice: a) Na + H 2 O + b) CH 3 COOH + Ca(OH) 2 + c) H 2 + N 2 d) CH 3 CH 2 OH + O 2 CO

11 Řešení kontrolního testu školního kola ChO kat. D 2002/2003 ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA Úloha 1 12 bodů a) HBr, H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4 jedná se o bezkyslíkatou kyselinu, ostatní jsou kyslíkaté b) NaOH, HCOOH, NH 4 OH, Ca(OH) 2 nejedná se o hydroxid, ostatní látky jsou hydroxidy c) K 2 SO 4, Cu(NO 3 ) 2, Na 3 PO 4, NaHSO 4 jde o hydrogensůl, ostatní nejsou hydrogensoli d) CaO, SO 2, P 2 O 5, CO 2 jde o zásadotvorný oxid, ostatní jsou kyselinotvorné Správná identifikace látky, která nepatří do dané řady 1 bod Zdůvodnění 2 body Úloha 2 8 bodů Doplňte do uvedené tabulky chybějící údaje: Název uhlovodíku Počet C Počet H Molekulový vzorec Typ uhlovodíku (alkan, alken, alkin) propan 3 8 C 3 H 8 alkan buten 4 8 C 4 H 8 alken pentan 5 12 C 5 H 12 alkan pentin 5 8 C 5 H 8 alkin hexen 6 12 C 6 H 12 alken ethen 2 4 C 2 H 4 alken Za každé správně vyplněné políčko v výjimkou políček Počet H 0,5 bodu Celkem 8 bodů Úloha 3 10 bodů Jako správné lze uznat jakýkoliv odpovídající způsob řešení trojčlenka, vzorec atd. i = CuFeS 2, j = Cu w = m i / m(celku) n i = CuFeS 2 m i / M i = m j / M j m i = w m(celku) n j = Cu m j = m i M j / M i m i = 0, n i = n j m j = ,5 / 183,3 m i = 164 t m j = 56,8 t Odpověď: Z 200 tun chalkopyritu obsahujícího 18 % hlušiny se vyrobí 56,8 tun mědi. 13

12 Řešení kontrolního testu školního kola ChO kat. D 2002/2003 Správný výpočet molární hmotnosti 1 bod Přepočet na % hlušiny 2 body Jakýkoliv správný výpočet hmotnosti vyrobené mědi 6 bodů Odpověď 1 bod Celkem 10 bodů Úloha 4 2 body Správné tvrzení: Každý kov je schopen vyredukovat z roztoků všechny kovy umístěné napravo od něj v elektrochemické řadě kovů. 2 body Úloha 5 8 bodů a) CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O b) Cl KBr 2 KCl + Br 2 c) 2 KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI KNO 3 d) CH 3 COOH + CH 3 OH H 2 O + CH 3 COOCH 3 Za každou správně vyplněnou a vyčíslenou rovnici 2 body Celkem 8 bodů Úloha 6 5 bodů a) Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu b) železo c) železo d) železo e) Napište částici, která přijímá elektrony: měďnatý ion f) Fe, Cu Za uvedenou chemickou rovnici 2 body Za každý správně doplněný název či značku prvku 0,5 bodu Celkem 5 bodů 14

13 Řešení kontrolního testu školního kola ChO kat. D 2002/2003 Úloha 7 4 body Směs Získání pevného NaCl z jeho vodného roztoku. Získání ethanolu ze zkvašené ovocné šťávy. Oddělení sraženiny jodidu olovnatého z roztoku. Přečištění jodu obsahujícího různé pevné příměsi. Způsob rozdělení krystalizace (odpařování) destilace filtrace sublimace Za každý správně vyplněný údaj 1 bod Celkem 4 body Úloha 8 4 body a) octan hlinitý: (CH 3 COO) 3 Al b) kyselina chlorečná: HClO 3 c) manganistan draselný: KMnO 4 d) amoniak: NH 3 Za každý správně vyplněný vzorec 1 bod Úloha 9 7 bodů a) 2 Na + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2 b) 2 CH 3 COOH + Ca(OH) 2 (CH 3 COO) 2 Ca + 2 H 2 O c) 3 H 2 + N 2 2 NH 3 d) CH 3 CH 2 OH + 3 O 2 2 CO H 2 O Za každý správně dop1něný produkt 0,5 bodu Za správné vyčíslení rovnice 1 bod 15