KATEGORIE D. TEORETICKÁ ČÁST: (60 bodů) Autorské řešení a hodnocení soutěžních úloh školního kola

Transkript

1 KATEGORIE D Autorské řešení a hodnocení soutěžních úloh školního kola Vedoucí autorského kolektivu: Autoři: Recenze: Doc. PaedDr. Markéta Pečivová, CSc. Pedagogická fakulta UJEP v Ústí nad Labem Doc. PaedDr. Markéta Pečivová, CSc. Pedagogická fakulta UJEP v Ústí nad Labem Mgr. Jiří Škoda Pedagogická fakulta UJEP v Ústí nad Labem Bc. Libor Mikulášek Pedagogická fakulta UJEP v Ústí nad Labem Mgr. Jan Kotek Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy Praha Petr Holzhauser Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy Praha Petr Cígler Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy Praha RNDr. Věra Vaňková (pedagogická recenze) Sportovní škola a gymnázium Kladno TEORETICKÁ ČÁST: (60 bodů) Úloha 1 Záhadné modely 9 bodů model A ethin (acetylen) H C C H C 2 H 2 3 body Cl model B chlormethan (methylchlorid) H C H CH 3 Cl 3 body model C chlorethen H Cl H C 2 H 3 Cl 3 body C C H H Úloha 2 Vážíme text aneb pochopte text 10 bodů V tabulkách vyhledáno M(styren) = 104,15 g/mol a M(O 2 ) = 32 g/mol. Dále dáno P = 300 a m(polystyren) = 10 g. (správné dohledání) 1 bod P = M : M(styren) tedy M = P. M(styren) M = ,15 g/mol M = g/mol 1 bod 4

2 [ CH CH 2 ] O CO H 2 O n(polystyren) = m(polystyren) : M (rovnice) 2 body n(polystyren) = 10 g : g/mol n(polystyren) = 0, mol 2 body to odpovídá: n(o 2 ) = n(polystyren) n(o 2 ) = 0,96 mol 1 bod což je: m(o 2 ) = n(o 2 ). M(O 2 ) m(o 2 ) = 0,96 mol. 32 g/mol m(o 2 ) = 30,72 g 2 body Odpověď: Na úplné spálení 10 g polystyrenu se středním polymeračním stupněm 300 je třeba 30,72 g kyslíku. (odpověď) 1 bod Pozn.: Za správné lze pochopitelně uznat i výpočet jinou metodou, pokud byly použity korektní postupy. Bodování jednotlivých kroků je ponecháno vyučujícímu. Úloha 3 Známé soli inkognito 14 bodů 1. Starý název Dnešní triviální název Chem. vzorec Chemický název Salajka Soda Na 2 CO 3. 10H 2 O Karlovarka Glauberova sůl Na 2 SO H 2 O Dekahydrát uhličitanu sodného Dekahydrát síranu sodného Našater Salmiak NH 4 Cl Chlorid amonný Kada Modrá skalice CuSO 4. 5 H 2 O Pentahydrát síranu měďnatého Pekelní nickamínek Lápis (infernalis) AgNO 3 Dusičnan stříbrný 2. U prvních tří solí zapište rovnice neutralizací, jimiž tyto soli vznikají : Za každou správně vyplněné políčko 0,5 bodu. Celkem tedy 7,5 bodu. a) salajka: 2 NaOH + H 2 CO 3 Na 2 CO H 2 O 1 bod lze samozřejmě uznat i variantu: 2 NaOH + CO 2 Na 2 CO 3 + H 2 O b) karlovarka : 2 NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO H 2 O 1 bod c) našater : NH 4 OH + HCl NH 4 Cl + H 2 O 1 bod 5

3 3. Zapište chemickými rovnicemi v textu naznačené chemické reakce: a) kápnutí trochy octa na salajku : 2 CH 3 COOH + Na 2 CO 3 2 CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 1,5 bodu b) zahřívání našateru s hašeným vápnem : 2 NH 4 Cl + Ca(OH) 2 CaCl H 2 O + 2 NH 3 1 bod c) vložení očištěného železného hřebíku do vodného roztoku kady : Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu 1 bod U rovnic přísluší plný bodový zisk za správně vyřešenou a vyčíslenou rovnici. Dohromady nejvýše 14 bodů. Úloha 4 Doplňovačka s tajenkou 10 bodů a) H A L I T b) N E K O V Y c) N E U T R A L I Z A C E d) M Ý D L O e) R O Z T O K f) M O L g) K R Y CH L O V Á h) H O Ř Č Í K i) V Á P E N E C j) K Y S L Í K k) D U S I Č N Á l) S U L F I D m) S Í R A A n) Ž L U T Ä o) I Č I T Ý 6

4 1. hnilomoček čistý Za každý správně doplněný výraz 0,5 bodu, celkem tedy 7,5 bodu. Za správné určení tajenky 0,5 bodu. 2. Napište vzorec uhličitanu amonného: (NH 4 ) 2 CO 3 Za správně napsaný vzorec uhličitanu amonného 2 body. Dohromady nejvýše 10 bodů. Úloha 5 Plasty kolem nás modely 17 bodů 1. Předmět Název makromolekulární látky, obsažené ve výrobku Zkratka anebo některý obchodní název použité makromolekulární látky Lino na podlahu Polyvinylchlorid PVC, Novoplast Sáčky na svačiny Polyethylen PE Kuchyňská miska Polystyren PS Záclony Polyamidová vlákna Nylon, Silon Válec injekční stříkačky Polypropylen PP Odpadní potrubí Polyvinylchlorid PVC, Novodur Obalový materiál pro Polystyren Pěnový PS elektronické výrobky Sukně Polyesterové vlákno Tesil, Terylen Pánev na smažení Polytetrafluorethylen Teflon Koberec Polyamidová vlákna Chemlon, Nylon Za každý správný název makromolekulární látky 1 bod, nejvýše 10 bodů. Za správnou zkratku a nebo obchodní název 0,5 bodu, nejvýše 5 bodů. 2. Napište rovnice vzniku těchto makromolekulárních látek: a) Polyvinylchloridu n CH 2 = CHCl [ CH 2 CHCl ] n 1 bod b) Polytetrafluorethylenu n CF 2 = CF 2 [ CF 2 CF 2 ] n 1 bod Dohromady nejvýše 17 bodů. 7

5 PRAKTICKÁ ČÁST (40 bodů) A) DŮKAZY VYBRANÝCH KATIONTŮ Sůl: NaCl CaCl 2 CuSO 4.5H 2 O AgNO 3 FeCl 3 Vzhled: krystalická krystal. látka krystalická krystalická spečená látka látka látka krystalická l. Barva: Bílá Bílá Modrá Šedá Rezavě hnědá Sůl: NaCl CaCl 2 CuSO 4.5 H 2 O AgNO 3 FeCl 3 Rozpustnost rozpustná rozpustná rozpustná rozpustná rozpustná Sůl: Na + Ca 2+ Cu 2+ Ag + Fe 3+ Reakce s HCl nereaguje nereaguje nereaguje reaguje, bílá sraž. nereaguje Za každou správně vyplněnou kolonku 0,25 bodu. Celkem tedy 5 bodů. a) Jak se reakce s HCl projevila? Vznikla bílá sraženina 0,5 bodu b) Který iont reagoval s HCl? Ion Ag + 0,5 bodu c) Reakcí s HCl jsme dokázali Ag + kation. 0,25 bodu Sůl: Na + Ca 2+ Cu 2+ Fe 3+ Reakce s NaOH nereaguje nereaguje reaguje, modrá sraženina reaguje, rezavá sraž. Za každou správně vyplněnou kolonku 0,25 bodu. Celkem tedy 1 bod. a) Jak se reakce s NaOH projevila? Vznikem barevných sraženin 0,25 bodu b) Které ionty s NaOH reagovaly? Cu 2+ a Fe 3+ 0,5 bodu Sůl: Na + Ca 2+ Cu 2+ Fe 3+ Reakce s NaOH nereaguje nereaguje reaguje, modrá sraženina Reakce s NH 3 nereaguje nereaguje reaguje, tmavě modré zbarvení reaguje, rezavá sraž. nereaguje, zůstává pův. Za správně vyplněnou kolonku 0,25 bodu. Celkem tedy 2 body. a) Jak se projevila reakce? Vznikem temně modré sraženiny 0,25 bodu b) Které ionty jsme dokázali reakcí s NaOH a s NH 3? Cu 2+ a Fe 3 + 0,5 bodu 8

6 Sůl: Na + Ca 2+ Reakce s H 2 SO 4 nereaguje reag. vzniká bílý zákal Za správně vyplněnou kolonku 0,25 bodu, celkem tedy 0,5 bodu. a) Jak se projevila reakce s H 2 SO 4? Po chvíli vznikl bílý zákal 0,5 bodu b) Reakcí s H 2 SO 4 jsme dokázali Ca 2+ kation. 0,25 bodu c) Poslední z kationtů nereaguje se žádným z uvedených činidel, je to Na + kation. 0,5 bodu B) DŮKAZY VYBRANÝCH ANIONTŮ Sůl: Na 2 CO 3 NaCl Na 2 SO 4 NaNO 3 Vzhled: pevná krystalická látka pevná krystalická látka pevná krystalická látka pevná krystalická látka Barva: bílá bílá bílá bílá Za každou správně vyplněnou kolonku 0,25 bodu. Celkem tedy 2 body. Sůl: CO 3 2 Cl SO 4 2 NO 3 Reakce s HCl Reakce s AgNO 3 Reakce s Ba 2+ reaguje, uniká plyn vzniká bílá sraž. Na světle se nemění. reag,vzniká bílá sraž. nereaguje nereaguje nereaguje reag., vzniká bílá sraž. Na světle tmavne. nereaguje reag. vz. bílá sraž. Na světle se nemění. reg.vzniká bílá sraž. nereaguje nereaguje Za správně vyplněnou kolonku 0,25 bodu. Celkem tedy 3 body. a) Jak se projeví případné reakce? Únikem plynu nebo vznikem sraženin 0,5 bodu b) Ve kterém případě unikal plyn? V případě CO 2 3 aniontu 0,25 bodu c) Zapište vzorce vzniklých sraženin: AgCl, BaCO 3, BaSO 4 0,5 bodu d) Zapište barvy vzniklých sraženin: vznikají bílé sraženiny, sraženina AgCl na světle tmavne. 0,5 bodu e) Která sraženina na světle postupně tmavne? Sraženina AgCl. 0,25 bodu f) Jaké anionty jsme reakcemi dokázali? CO 2 3, Cl 2, SO 4 0,5 bodu Za 1. oddíl praktické části je možné dohromady získat nejvýše 20 bodů. Za každý správně určený vzorek ve 2. oddílu obdrží žáci 3 body. Celkem tedy 18 bodů. 2 body se udělí za čistotu a preciznost práce. Za 2. oddíl praktické části je možné dohromady získat nejvýše 20 bodů. Celkem za praktickou část 40 bodů. 9

7 KONTROLNÍ TEST ŠKOLNÍHO KOLA KATEGORIE D časová náročnost: 45 minut maximální bodový zisk: 60 Úloha 1 8 bodů Podle slovního popisu chemické reakce vyjádřete popisovaný děj chemickou rovnicí. a) Reakci zinku s kyselinou sírovou uniká plyn a vzniká sůl. b) Reakcí sodíku a vody vzniká hydroxid sodný a plyn, který se jímá nad vodou. c) Roztok jodidu draselného a roztok dusičnanu stříbrného reagují za vzniku dvou solí. Jedna se vylučuje ve formě žluté sraženiny, kdežto druhá zůstává v roztoku. d) Reakcí nasyceného hydrogenuhličitanu sodného a koncentrované kyseliny chlorovodíkové vzniká plyn, kapalina a sůl. Úloha 2 5 bodů Měděná ruda chalkosin je tvořena především sulfidem měďným ( Cu 2 S). Bylo zjištěno, že zkoumaná ruda obsahuje 40 % hlušiny. Vypočítejte hmotnost vyrobené mědi, kterou získáme zpracováním 200 kg této rudy? Výpočet zaokrouhlete na jedno desetinné místo. M(Cu 2 S) = 159,7 g/mol M(Cu) = 63,5 g/mol Úloha 3 8 bodů V každé z těchto dvou řad s označte podtržením sloučeninu, která do uvedeného seznamu látek nepatří. Zbývající sloučeniny nazvěte chemickými názvy a celou řadu pojmenujte. a) KHSO 4, NH 4 Cl, HClO 3, AlPO 4 b) NaHS, SO 2, PbS, Fe 2 S 3 Úloha 4 4 body Napište vzorce těchto sloučenin: a) Manganistan draselný b) Oxid fosforečný c) Hydrogenuhličitan vápenatý d) Hydroxid železitý 10

8 Úloha 5 10 bodů Rovnice reakcí doplňte a vyčíslete. Pod vzorce produktů napište jejich názvy. a) Na 2 O + H 2 O b) N 2 + H 2 c) Ca(OH) 2 + CO 2 + d) Cl 2 + Al e) CaC 2 + H 2 O + Úloha 6 2 body Zaškrtněte správné tvrzení: a) Nalevo od vodíku v elektrochemické řadě kovů jsou umístěny ušlechtilé kovy. b) 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) Kov je schopen vyredukovat z roztoků všechny kovy umístěné nalevo od něj v elektrochemické řadě kovů. Úloha 7 6 bodů Zaváděním plynného chloru do roztoku jodidu draselného vzniká jod a chlorid draselný. Vaším úkolem bude: a) Napsat vyčíslit rovnici reakce b) Napsat, který z reaktantů se oxiduje, který redukuje c) Určit, který z reaktantů je oxidačním a který redukčním činidlem. Úloha 8 9 bodů Napište strukturní vzorce těchto sloučenin: a) acetylen e) 1,3-butadien b) formaldehyd f) benzen c) ethanol g) cyklohexan d) glycerol Z uvedených látek v úloze vyberte a napište ty, které patří mezi uhlovodíky. 11

9 Úloha 9 4 body Pojmenujte tyto sloučeniny: a) CH 2 = CH CH 3 b) c) CH 3 CH 2 Br d) CH 3 COONa CH 3 Úloha 10 4 body Doplňte chybějící výraz: Kvalita benzínu je určována oktanovým číslem, které vyjadřuje vliv složení paliva na detonaci směsi ve válci motoru. Zjišťuje se laboratorně porovnáním vlastností vyrobeného benzinu se směsí dvou uhlovodíků. Prvním z nich je, mající oktanové číslo a druhým je s oktanovým číslem. 12

10 ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA (40 bodů) Školní kolo ChO kat. D 2000/2001 Úloha 1 8 bodů a) Zn + H 2 SO 4 H 2 + ZnSO 4 b) 2 Na + 2H 2 O 2 NaOH + H 2 c) KI + AgNO 3 KNO 3 + Agl d) NaHCO 3 + HCl NaCl + H 2 O + CO 2 Za každou správnou rovnici 2 body. Úloha 2 5 bodů Výpočet hmotnostního zlomku mědi v sulfidu měďném: w = ms / mc = 2.M CU / M Cu2S = 2.63,5 kg / 159,7 kg = 0,8 Výpočet hmotnosti mědi v daném množství : 200 kg. 0,8 = 159 kg 1 0,4 = 0,6 159 kg. 0,6 = 95,42 kg Odpověď: Zpracováním 200 kg dané měděné rudy se získá 95,4 kg mědi. Za výpočet 4 body, za správnou odpověď 1 bod. Úloha 3 8 bodů a) hydrogensíran sodný, chlorid amonný, fosforečnan hlinitý název řady: soli b) hydrogensulfid sodný, sulfid olovnatý, sulfid železitý název řady: soli bezkyslíkaté kyseliny sulfidy Za správně podtrženou látku, která nepatří do řady 0,5 bodu. Za správný název každé sloučeniny 1 bod. Za správný název uvedené řady 0,5 bodu. Úloha 4 4 body a) KMnO 4 b) P 2 O 5 ( P 4 O 10 ) c) Ca(HCO 3 ) 2 d) Fe(OH) 3 Za správně napsaný název 1 bod. Úloha 5 10 bodů 13

11 a) Na 2 O + H 2 O 2 NaOH b) N 2 + 3H 2 2 NH 3 c) Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O d) 3 Cl Al 2 AlCl 3 e) CaC 2 + 2H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 Za správně napsanou a vyčíslenou rovnici 2 body. Úloha 6 Variata b) 2 body 2 body Úloha 7 6 bodů a) Cl KI I KCl 2 body b) jodid se oxiduje na jod 2 I 2e I 2 chlor se redukuje na chlorid Cl 2 + 2e 2 Cl 2 body c) Oxidačním činidlem je chlor. 2 body Redukčním činidlem je jodid. Úloha 8 9 bodů a) H C C H e) CH 2 CH CH CH 2 b) H C O H f) c) CH 3 CH 2 OH g) d) CH 2 CH CH 2 OH OH OH Za každý správně napsaný vzorec 1 bod. Mezi uhlovodíky se řadí acetylen, butadien, benzen a cyklohexan. Za každou správně vybranou sloučeninu 0,5 bodu. Úloha 9 4 body 14

12 a) propen (propylen) b) toluen (methylbenzen) c) bromethan (ethylbromid) d) octan sodný Za správný název lze považovat každý z obou uvedených názvů. Za každý správný název 1 bod. Úloha 10 4 body Kvalita benzínu je určována oktanovým číslem, které vyjadřuje vliv složení paliva na detonaci směsi ve válci motoru. Zjišťuje se laboratorně porovnáním vlastností vyrobeného benzinu se směsí dvou uhlovodíků. Prvním z nich je heptan, mající oktanové číslo 0 a druhým je 2,2,4-trimethylpentan ( isooktan) s oktanovým číslem 100. Za každý správný pojem 1 bod. 15