Ústřední komise Chemické olympiády 42. ročník 2005 2006 KRAJSKÉ KOLO Kategorie D SOUTĚŽNÍ ÚLOHY TEORETICKÉ ČÁSTI Časová náročnost: 60 minut Institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy
Zadání krajského kola ChO kat. D 2005/2006 Úloha 1 10 bodů Vyberte správné výroky: Upozornění: Správných odpovědí je pět. Pokud bude uvedeno více než pět odpovědí, nebude úloha bodována. a) Bílý fosfor tvoří čtyřatomové molekuly. b) Červený fosfor je možno připravit zahříváním bílého fosforu v inertní atmosféře. c) Hořením fosforu na vzduchu vzniká oxid fosforitý. d) Fosfan je bílá krystalická látka. e) Chlorid fosforečný reaguje s vodou za vzniku kyseliny fosforečné a chlorovodíku. f) Kyselina fosforitá tvoří tři řady solí. g) Fosfor patří mezi biogenní prvky. h) Kyselina fosforečná tvoří tři řady solí. i) Chlorid fosforitý je za laboratorní teploty plyn. j) Fosforečnan vápenatý tvoří bílé ve vodě velmi dobře rozpustné krystaly. Úloha 2 16 bodů Na misky laboratorních vah byly položeny balónky o stejném objemu. První byl naplněn vzduchem a druhý oxidem siřičitým, který se uvolnil při reakci 25 g siřičitanu sodného s kyselinou sírovou. Napište rovnici reakce a určete na kterou misku je třeba přidat závaží a jaká musí být jeho hmotnost, aby byly misky v rovnováze. Výpočet proveďte pro normální podmínky. M r (Na 2 SO 3 ) = 126; M r (SO 2 ) = 64; hustota vzduchu je za normálních podmínek 1,29 g.dm -3. Úloha 3 18 bodů V následujících skupinách látek a) až f) se vždy jedna z látek liší od ostatních. Vyberte ji: a) kyselinotvorný oxid není: oxid dusnatý, oxid dusičitý, oxid siřičitý, oxid dusičný, oxid sírový b) sůl kyslíkaté kyseliny není: dusičnan měďnatý, síran sodný, sulfid sodný, fosforečnan hořečnatý, dusitan amonný c) mezi hydridy nepatří: fosfan, amoniak, oxid siřičitý, sulfan, hydrazin d) ve vodě nerozpustný je: síran sodný, siřičitan draselný, sulfid sodný, dusičnan barnatý, síran barnatý e) v procesu výroby HNO 3 nevystupuje: amoniak, oxid dusnatý, oxid dusičitý, kyselina dusičná, oxid dusný f) za laboratorní teploty není v plynném stavu: sulfan, oxid siřičitý, oxid dusnatý, amoniak, oxid fosforečný 1
Zadání krajského kola ChO kat. D 2005/2006 Úloha 4 8 bodů Doplňte následující rovnice: a) + NaOH CH 3 COONa + H 2 O b) CuO + CH 3 CH 2 OH + + c) + CH 3 COOCH 3 + H 2 O H SO d) CH 2 =CH 2 + H 2 O 2 4 Úloha 5 8 bodů Vyberte správné výroky: Upozornění: Správné odpovědi jsou čtyři. Pokud budou uvedeny více než čtyři odpovědi, nebude úloha bodována. a) Chlorethen je monomerem PVC. b) Kyselinu octovou lze získat redukcí ethanolu. c) Benzen je za laboratorní teploty bezbarvá kapalina. d) Reakcí kyseliny octové s chloridem sodným vzniká kyselina chlorovodíková. e) Methanol za dostatečného přístupu vzduchu hoří za vzniku oxidu uhličitého a vody. f) Methanol je za normálních podmínek bezbarvý plyn, lehčí než vzduch. g) Kyselina octová nereaguje s uhličitanem vápenatým. h) Mýdla jsou sodné nebo draselné soli vyšších mastných kyselin. 2
Ústřední komise Chemické olympiády 42. ročník 2005 2006 KRAJSKÉ KOLO Kategorie D SOUTĚŽNÍ ÚLOHY PRAKTICKÉ ČÁSTI Časová náročnost: 60 minut Institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy
Zadání krajského kola ChO kat. D 2005/2006 Zkumavky s neznámými vzorky 40 bodů Autoři: Mgr. Petr Cígler Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, Praha Mgr. Petr Holzhauser Ústav anorganické technologie, VŠCHT Praha V očíslovaných zkumavkách před sebou máte v neznámém pořadí roztoky následujících látek: 5% NaCl 20% CaCl 2 5% Ca(OH) 2 5% Na 2 CO 3 5% CuSO 4 5% HCl Za pomoci ph papírků a důkazových reakcí zjistěte obsah zkumavek, množství roztoků ve zkumavkách by vám mělo stačit. Pokud některý roztok spotřebujete, organizátoři vám jej maximálně jednou doplní. Postup a úkoly jsou uvedené na Pracovním listu, který budete odevzdávat. Postupujte podle něj. Vzorky: 6 zkumavek se vzorky očíslovaných 1 až 6 Pomůcky: 8 čistých zkumavek stojan na zkumavky 6 kapátek ph papírky střička s destilovanou vodou štětka na mytí zkumavek 1
Pracovní list Krajské kolo ChO kat. D 2005/2006 PRACOVNÍ LIST Krajské kolo 42. ročníku ChO, kategorie D soutěžní číslo: Body celkem: Úkoly: 1. Pomocí ph papírku zjistěte ph roztoků v jednotlivých zkumavkách. Do tabulky doplňte: kyselé neutrální zásadité zkumavka č. 1 2 3 4 5 6 Body: ph 2. Proveďte vzájemné reakce látek. Postupujte tak, že pomocí kapátek v čisté zkumavce smícháte vždy asi po 1 ml od obou zkoumaných roztoků a obsah zkumavky protřepte. Pozorujte, co se ve zkumavce děje a své pozorování zapisujte do následující tabulky: pokud vzniká sraženina nebo zákal, napište a připište barvu sraženiny (zákalu) pokud vzniká plyn, napište pokud nepozorujete žádnou zřetelnou reakci, napište Pozor: Reakce CuSO 4 a CaCl 2 probíhá relativně pomalu, pro pozorování jejího průběhu počkejte alespoň 1 minutu. 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Body: 1
Pracovní list Krajské kolo ChO kat. D 2005/2006 3. Na základě výsledků z předchozí tabulky identifikujte vzorky. Do následující tabulky napište vzorce látek, které se vyskytují v jednotlivých zkumavkách: zkumavka č. 1 2 3 4 5 6 obsahuje látku: Body: 4. Napište vyčíslené rovnice reakcí, které jste pozorovali (tj. těch, u kterých jste uvedli nebo ): Body: 5. Napište rovnici reakce kyseliny chlorovodíkové a hydroxidu vápenatého: Jak se tento typ reakce nazývá?... Body: 2
Ústřední komise Chemické olympiády 42. ročník 2005 2006 KRAJSKÉ KOLO Kategorie D ŘEŠENÍ SOUTĚŽNÍCH ÚLOH Institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy
Řešení krajského kola ChO kat. D 2005/2006 TEORETICKÁ ČÁST (60 BODŮ) Úloha 1 Správné výroky: a), b), e), g), h) 10 bodů Za každý správně vybraný výrok 2 body, celkem 10 bodů Úloha 2 16 bodů Rovnice reakce: Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O Jako správné řešení uznat i rovnici: Na 2 SO 3 + 2 H 2 SO 4 2 NaHSO 4 + SO 2 + H 2 O Rovnice 2 body Za využití chemické rovnice vypočteme objem a hmotnost vzniklého oxidu siřičitého: Na 2 SO 3 SO 2 126 g 22,4 dm 3 64 g 25 g x y x = 4,44 dm 3 y = 12,70 g Nyní ze vztahu ρ = m / V vypočteme hmotnost stejného objemu vzduchu: m = 4,44. 1,29 = 5,73 g Uznat i jiné správné způsoby řešení. Za každý výpočet 5 bodů, celkem 10 bodů Výpočet hmotnosti vzduchu 2 body Hmotnost závaží získáme z rozdílu hmotností: m = 12,70 5,73 = 6,97 g Výpočet hmotnosti závaží 2 body Závaží je třeba přidat na misku na níž je balónek se vzduchem, hmotnost závaží je 6,97 g. Úloha 3 18 bodů a) oxid dusnatý, b) sulfid sodný, c) oxid siřičitý, d) síran barnatý, e) oxid dusný, f) oxid fosforečný Za každou odpověď 3 body, celkem 18 bodů Úloha 4 8 bodů a) CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O b) CuO + CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO + Cu + H 2 O c) CH 3 COOH + CH 3 OH CH 3 COOCH 3 + H 2 O H SO d) CH 2 =CH 2 + H 2 O 2 4 CH 3 CH 2 OH Za každou rovnici 2 body, celkem 8 bodů Úloha 5 Správné výroky: a), c), e), h) 8 bodů Za každý správně vybraný výrok 2 body, celkem 8 bodů 1
Řešení krajského kola ChO kat. D 2005/2006 PRAKTICKÁ ČÁST (40 BODŮ) Zkumavky s neznámými vzorky 40 bodů 1. NaCl: neutrální CaCl 2 : neutrální Ca(OH) 2 : zásadité Na 2 CO 3 : zásadité CuSO 4 : neutrální HCl: kyselé Za každý správný údaj 0,5 bodu, celkem 3 body 2. Příklad doplněné tabulky: 1 HCl 2 Ca(OH) 2 3 CuSO 4 4 CaCl 2 5 Na 2 CO 3 6 NaCl 1 HCl 2 Ca(OH) 2 modrá bílá 3 CuSO 4 bílá modrá, m.-zelená 4 CaCl 2 bílá 5 Na 2 CO 3 6 NaCl 3. Příklad doplněné tabulky: Za každé správně doplněné políčko1 bod, celkem 15 bodů zkumavka č. 1 2 3 4 5 6 obsahuje látku: 4. Rovnice 6 pozorovaných reakcí: HCl Ca(OH) 2 CuSO 4 CaCl 2 Na 2 CO 3 NaCl 2 HCl + Na 2 CO 3 2 NaCl + CO 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + CuSO 4 CaSO 4 ( ) + Cu(OH) 2 Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 2 NaOH + CaCO 3 Za každou správně určenou látku 2,5 bodu, celkem 15 bodů CuSO 4 + CaCl 2 CaSO 4 ( ) + CuCl 2 2 CuSO 4 + 3 Na 2 CO 3 + 2 H 2 O 2 Na 2 SO 4 + 2 NaHCO 3 + CuCO 3.Cu(OH) 2 uznává se i zjednodušená rovnice: CuSO 4 + Na 2 CO 3 Na 2 SO 4 + CuCO 3 CaCl 2 + Na 2 CO 3 2 NaCl + CaCO 3 Za každou rovnici 1 bod (za nevyčíslenou 0,5 bodu), celkem 6 bodů 5. Rovnice: Ca(OH) 2 + 2 HCl CaCl 2 + 2 H 2 O 0,5 bodu Reakce se nazývá neutralizace. 0,5 bodu 2