TEORETICKÁ ČÁST (70 BODŮ)

Řešení okresního kola ChO kat. D 0/03 TEORETICKÁ ČÁST (70 BODŮ) Úloha 3 bodů. Ca + H O Ca(OH) + H. Ca(OH) + CO CaCO 3 + H O 3. CaCO 3 + H O + CO Ca(HCO 3 ) 4. C + O CO 5. CO + O CO 6. CO + H O HCO 3 + H 3 O + za každou správně doplněnou a upravenou rovnici 5 po bodech, za správně doplněnou a upravenou rovnici 6 3 body Úloha Chemická rovnice: Cu + 4 HNO 3 Cu(NO 3 ) + NO + H O 6 bodů za správně napsanou a vyčíslenou rovnici 4 body. Oxidačním činidlem je HNO 3 za správné určení oxidačního činidla bod. Oxidační čísla atomů dusíku: HN V O 3, N IV O, Cu(N V O 3 ) za současné správné určení všech 3 oxidačních čísel bod (za neúplnou, částečně či zcela chybnou odpověď 0 bodů Úloha 3. Zjišťovanou látkou je voda. 0 bodů za správné určení sloučeniny body. Napište strukturní vzorec této sloučeniny (zakreslete vazby mezi jednotlivými atomy). za správně uvedený vzorec (lomená molekula) bod 3. Rozhodněte, zda molekula této sloučeniny b) je lomená za správně určený tvar molekuly bod 4. Zapište vzorce a názvy iontů, které vznikají při štěpení molekul této sloučeniny na ionty

Řešení okresního kola ChO kat. D 0/03 H 3 O + OH oxoniový kation (hydroxonium); lze uznat i H + : proton (i když se tento ion v roztoku nevyskytuje samostatně, je technicky vzato produktem štěpení molekuly H O) hydroxidový anion za každý správně uvedený vzorec po 0,5 bodu, za správný název po bodu, celkem 3 body 5. Jak se nazývá tato látka ve svých 3 skupenstvích a) pevném; led (sníh) b) kapalném; kapalná voda (voda) c) plynném? vodní pára za správné určení všech 3 názvů bod (za neúplnou, částečně či zcela chybnou odpověď 0 bodů) 6. neutrální prostředí 7. roztok je zásaditý bod bod Úloha 4 5 bodů m(c) 6,00 g n (C) = = M (C) g mol = 0,50 mol V ( CO = 3 3 ) = n VM = 0,50 mol,4 dm mol, dm Množství 6,00 g uhlíku (0,50 molu) je vázáno v plynném oxidu uhličitém, který zaujímá za normálních podmínek objem, dm 3. za výpočet (lze uznat i jiné řešení) 4 body za odpověď bod Úloha 5 9 bodů. Ca + O CaO. CaO + H O Ca(OH) 3. Ca(OH) + H SO 4 CaSO 4 + H O (lze uznat i reaktant SO 3 a vznik H O nebo H SO 4 ) za správně doplněné reaktanty, sestavené a upravené rovnice po bodech; celkem 6 bodů Odpovědi na otázky: 4. Jak se triviálně nazývá CaO? Pálené vápno 5. Je reakce vzniku Ca(OH) exotermická nebo endotermická? Exotermická 6. Jak se nazývá minerál, jehož hlavní složkou je výsledný produkt reakce č. 3? Sádrovec (lze uznat i anhydrit) za správně zodpovězené otázky po bodu; celkem 3 body

Řešení okresního kola ChO kat. D 0/03 Úloha 6 H + O H O 9 bodů za správně napsanou a upravenou rovnici bod 3 V (O ) 0 dm n ( O ) = = 3 V,4 mol dm n(h ) n(o ) = 0 = 0,45 mol n ( H ) = m(o ) = 0,45 mol(h ) = 0,90 mol(h ) za správně vypočítané látkové množství vodíku 3 body Při chemické reakci se spotřebuje 0,90 mol molekulového vodíku. za odpověď bod n ( H ) = m(h O) = 0,90 mol n (H O) = m(h M (H O) O) m (H O) = n(h O) M (H O) = 0,9 mol(h O) 8 g mol = 6,0 g za správně vypočítanou hmotnost vody 3 body Při chemické reakci vznikne 6,0 g vody. za odpověď bod Úloha 7 9 bodů Kyslík tvoří v plynném stavu dvouatomové molekuly, za bouřky však vzniká látka tvořená trojatomovými molekulami nazývanými ozon. Vodík je rovněž plyn. Je lehčí než vzduch. Vodík tvoří s nekovovými prvky (např. s halogeny) sloučeniny, ve kterých se vyskytuje v oxidačním čísle +I. S alkalickými kovy tvoří sloučeniny zvané hydridy. V těchto sloučeninách má vodík oxidační číslo I. Elementární vodík odebírá kyslík ze sloučenin, např. z oxidů kovů. Vodík v těchto reakcích působí jako redukční činidlo, protože se sám oxiduje. Této schopnosti se využívá např. při výrobě některých kovů apod. za každý správně doplněný údaj po bodu (lze akceptovat i jiné správné alternativy)

Řešení okresního kola ChO kat. D 0/03 Úloha 8 9 bodů m(kcl) 30,0 g. w ( KCl) = = = 0,0566 = 5,66 % m (roztoku) 530 g za výpočet (lze uznat i jiný způsob řešení) body za procentové složení roztoku bod Hmotnostní zlomek vzniklého roztoku je 0,0566, což je 5,66 %. za odpověď bod. M(KCl) = 74,6 g mol m(kcl) 30,0 g n ( KCl) = = 0,40mol (KCl) 74,6g mol = M n(kcl) 0,40 mol c (KCl) = = V (roztoku),00 dm 3 = 0,40 mol dm 3 za výpočet příkladu (lze uznat i jiný způsob řešení) 4 body Látková koncentrace roztoku KCl bude c = 0,40 mol dm 3. za odpověď bod

Řešení okresního kola ChO kat. D 0/03 PRAKTICKÁ ČÁST (30 BODŮ) Úloha Příprava roztoku daného složení 5 bodů Výpočet lze provést několika způsoby: a) směšovací rovnicí m w + m w = m 3 w 3 m hmotnost použitého zásobního roztoku w hmotnostní zlomek použitého zásobního roztoku m hmotnost vody w hmotnostní zlomek druhého roztoku v destilované vodě je hmotnostní zlomek rozpuštěné látky roven 0, čímž se zjednoduší rovnice m 3 hmotnost připraveného roztoku m 3 = m + m w 3 hmotnostní zlomek připraveného roztoku m NaCl hmotnost rozpuštěného NaCl v připraveném roztoku w3 upravená směšovací rovnice: m w = m 3 w 3, potom m = m3 w 50 0,03 Výpočet: m = = 5 g zásobního roztoku NaCl (w = 0,0), 0,0 tj. objem 4 cm 3 5 ( V = = 4),07 m = m 3 m = 50 5 = 35 g vody, tj. objem 35 cm 3 b) křížovým pravidlem Úměrou se vypočítá hmotnost jednotlivých složek pro dané zadání: 0 dílům odpovídá 50 g roztoku (m 3, w 3 = 0,03), potom 3 dílům odpovídá 5 g zásobního roztoku (m, w = 0,) a 35 g vody (m ). Ze vztahu m V = se vypočítají objemy složek: ρ Objem zásobního 0% roztoku NaCl: V = 5 g /,07 g cm 3 = 4 cm 3 Objem vody: V = 35 g /,0 g cm 3 = 35 cm 3 c) úvahou

Řešení okresního kola ChO kat. D 0/03 Hmotnost zásobního roztoku m použitého k přípravě 50 g roztoku (w 3 = 0,03): 5 g Objem zásobního roztoku V použitého k této přípravě: 4 cm 3 Hmotnost destilované vody m použité k přípravě 50 g roztoku (w 3 = 0,0): 35 g Hmotnost rozpuštěného NaCl v připraveném roztoku (m NaCl ):,5 g Objem použité vody V : 35 cm 3 3 body body body body bod Číslo zkumavky s roztokem stejné intenzity zabarvení: podle pokynů pro přípravu praktické části by mělo odpovídat zkumavce č. odpovídající přiřazení připraveného roztoku 5 bodů

Řešení okresního kola ChO kat. D 0/03 Úloha Chemismus krasových jevů 5 bodů Úkoly:. Zápis chemických rovnic: a) Ca(OH) + CO CaCO 3 + H O nebo i Ca(OH) + H CO 3 CaCO 3 + H O b) CaCO 3 + CO + H O Ca(HCO 3 ) nebo i CaCO 3 + H CO 3 Ca(HCO 3 ) c) Ca(HCO 3 ) CaCO 3 + CO + H O za každou správně vyčíslenou rovnici 3 body; celkem 9 bodů. Vysvětlete průběh dějů v přírodě: V krasovém území proniká voda s rozpuštěným oxidem uhličitým k vápenci, který obsahuje převážně uhličitan vápenatý a rozpouští jej na hydrogenuhličitan vápenatý.,5 bodu Po odpaření části vody a snížení obsahu rozpuštěného oxidu uhličitého se naruší rovnováha a vzniká opět nerozpustný uhličitan vápenatý např. jako krápníky.,5 bodu 3. Popište a vysvětlete rozdíl v pěnivosti mýdlového roztoku ve zkumavkách s nepřevařeným a převařeným obsahem: Ve zkumavce s nepřevařeným roztokem lze pozorovat menší pěnivost než ve zkumavce s převařeným roztokem. za popis bod Zkumavka s nepřevařeným roztokem obsahuje větší množství vápenatých kationtů Ca +, které mýdlo srážejí, a tím se snižuje pěnivost. Po převaření se vyloučil nerozpustný uhličitan vápenatý, čímž se snížila koncentrace vápenatých kationtů a pěnivost mýdla se zvýšila. za vysvětlení pozorování body

POKYNY PRO PŘÍPRAVU PRAKTICKÉ ČÁSTI Úloha Příprava roztoku daného složení Na jednoho soutěžícího bude potřeba asi 5 cm 3 zásobního roztoku (0% vodný roztok NaCl). Pro 5 soutěžících bude potřeba jedna porovnávací sada obarvených roztoků vhodného složení ve zkumavkách ve stojanu označených číslicemi 4. Složení srovnávacích roztoků vyhovuje následující: číslo %, číslo 3%, číslo 3 6%, číslo 4 0%. Příprava zásobního roztoku pro 0 soutěžících: K přípravě 500 g 0% roztoku NaCl navažte 50 g NaCl (vyhoví kuchyňská sůl) a odměřte 450 cm 3 vody množství postačí i pro zkoušky s obarvením. K obarvení jsou vhodná potravinářská barviva, nejlépe tmavší zelená nebo modrá. Na 500 g roztoku by mělo stačit asi 0,5 g barviva, ale je nutné vyzkoušet! Zkoušky provedeme se 00 g zásobního roztoku můžeme odměřit 00 cm 3, na orientační výsledek to nemá podstatný vliv, důležité je dostatečně zřetelné odstupňování odstínů. Ředění provedeme následovně: Složení Objem zás. roztoku (cm 3 ) Objem vody (cm 3 ) Číslo zkumavky w = 0,0 4,7 45 w = 0,03 4 35 w = 0,06 8 0 3 w = 0, neředěný zásobní roztok 4 Objemy takto připravených roztoků stačí pro dvě sady srovnávacích roztoků. Úloha Chemismus krasových jevů Upozornění zkumavky musí být naprosto čisté! I malé znečištění může výrazně ovlivnit množství vniklé pěny a tedy výsledek experimentu! Pro soutěžící: cca 00 cm 3 vápenné vody v uzavřené láhvi cca 00 cm 3 sodové vody v uzavřené láhvi cca 5 cm 3 roztoku mýdla Příprava vápenné vody: Do plastové láhve nebo menšího kanystru dáme asi desetinu objemu CaO nebo Ca(OH) nebo vápenného hydrátu, doplníme vodou, promícháme. Připravíme-li to s předstihem, můžeme opatrně odlít vápennou vodu nad usazeninou a vyhneme se filtraci. Vodu můžeme několikrát doplnit. Sodová voda: nejsou vhodné některé tzv. sycené minerální vody, dobře vyhoví obyčejná sodovka popř. perlivá Dobrá voda. Mýdlový roztok: Použijeme bílé jádrové mýdlo, které nastrouhané rozpustíme v 50% roztoku ethanolu a v případě potřeby přefiltrujeme.