KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

(1)

KONKURS CHEMICZNY

DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

WOJEWÓDZTWA MAZOWIECKIEGO

II ETAP REJONOWY 24 listopada 2014

Grupa „A”

Ważne informacje:

1. Masz 90 minut na rozwiązanie wszystkich zadań.

2. Zapisuj szczegółowe obliczenia i komentarze do rozwiązań zadań prezentujące sposób twojego rozumowania. Możesz korzystać z kalkulatora.

3. Pisz długopisem lub piórem, nie używaj korektora. Jeżeli się pomylisz, przekreśl błąd i napisz ponownie. Wykonuj staranne rysunki, korzystając z przyborów geometrycznych.

4. Rozwiązując zadania, korzystaj z zamieszczonych na końcu arkusza tablic: układu okresowego pierwiastków oraz rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie.

5. Przyjmij wartości: liczba Avogadro NA = 6∙10²³

, objętość molowa gazów w warunkach normalnych V₀ = 22,4

. Wykonując obliczenia, pamiętaj o zasadach zaokrąglania wartości liczbowych.

6. Pisz czytelnie i zamieszczaj odpowiedzi w miejscu na to przeznaczonym. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie.

Życzymy powodzenia!

Zadanie: 1 -20 21 22 23 24 25 Razem %

Maksymalna liczba punktów

20 3 3 5 4 5 40 100%

Uzyskana liczba punktów

%

Podpis osoby sprawdzającej

(2)

Zadanie 1. (1 pkt)

Wskaż prawidłową definicję / informację o alotropii. Spośród podanych propozycji wybierz odpowiedź A, B, C lub D.

A. Alotropia to zjawisko występowania substancji krystalicznej w różnych postaciach strukturalnych, przy czym postacie te różnią się właściwościami fizycznymi, ale mają identyczne właściwości chemiczne.

B. Alotropia to zjawisko występowania pierwiastka chemicznego w dwóch lub więcej odmianach różniących się liczbą atomów w cząsteczce lub strukturą krystalograficzną, różniących się właściwościami fizycznymi, ale mających identyczne właściwości chemiczne.

C. Alotropia to zjawisko występowania pierwiastka chemicznego w dwóch lub więcej odmianach różniących się liczbą atomów w cząsteczce lub strukturą krystalograficzną, różniących się właściwościami fizycznymi i niejednokrotnie chemicznymi.

D. Alotropia to zjawisko występowania pierwiastka lub związku chemicznego w dwóch lub więcej odmianach różniących się liczbą atomów w cząsteczce lub strukturą krystalograficzną, różniących się właściwościami fizycznymi i niejednokrotnie chemicznymi.

 Informacja do zadań 2.i 3.

Siarka była już znana w czasach starożytnych. Występuje w kilku odmianach alotropowych, w warunkach standardowych jako substancja stała o żółtej barwie. W powietrzu spala się błękitnym płomieniem. Ucierana powoli z rtęcią redukuje się, tworząc siarczek rtęci(II). W wodzie praktycznie nie rozpuszcza się.

Przeprowadzając badania fizykochemiczne, ustalono, że masa molowa siarki rombowej wynosi 256

. Wykorzystując powyższą informację, wskaż właściwą strukturę siarki rombowej. Spośród podanych propozycji wybierz odpowiedź A, B, C lub D.

A. Pierścienie S₈. B. Pierścienie S6.

C. Pojedyncze atomy siarki S.

D. Cząsteczki S₂. Zadanie 3. (1 pkt)

Sprawdź, czy 0,5 g siarki wystarczy do całkowitego utlenienia 2,0 g rtęci. Zaznacz właściwą odpowiedź A, B, C lub D.

A. Tak, wystarczy.

B. Nie, siarki jest zbyt mało.

C. Wystarczy, jeżeli wzięto do reakcji siarkę rombową, a nie wystarczy jeżeli wzięto do reakcji siarkę jednoskośną.

D. Nie wystarczy, jeżeli wzięto do reakcji siarkę rombową, a wystarczy, jeżeli wzięto do reakcji siarkę jednoskośną.

(3)

Ustal poprawne stopnie utlenienia pierwiastków tworzących jony z tlenem w podanych drobinach. Zaznacz właściwy wiersz tabeli.



MnO 4 Cr₂O₇²^ MnO ₄²^

A. VIII VII VIII

B. VII VI VI

C. IV VIII IV

D. VII VI VII

Wskaż równanie reakcji, w której jeden reagent jest jednocześnie utleniaczem i reduktorem.

Zaznacz właściwą odpowiedź A, B, C lub D.

A. 2Ca(OH)₂2Cl₂ Ca(ClO)₂CaCl₂2H₂O B. 4Zn10HNO₃ 4Zn(NO₃)₂NH₄NO₃3H₂O

C. 3As₂S₃28HNO₃4H₂O6H₃AsO₄9H₂SO₄ 28NO D. 2KMnO₄16HCl2KCl5Cl₂2MnCl₂8H₂O

Zgodnie z prawem Bunsena – Grahama szybkość dyfuzji gazu jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z jego masy atomowej/cząsteczkowej. Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybierając spośród propozycji A, B, C lub D.

Na podstawie tego prawa można wywnioskować, że …

A. szybkość dyfuzji metanu jest równa szybkości dyfuzji tlenu cząsteczkowego (O2).

B. szybkość dyfuzji metanu jest w przybliżeniu o 41% większa od szybkości dyfuzji tlenu cząsteczkowego (O2).

C. szybkość dyfuzji metanu jest w przybliżeniu dwukrotnie większa od szybkości dyfuzji tlenu cząsteczkowego (O2).

D. szybkość dyfuzji metanu jest w przybliżeniu o 41% mniejsza od szybkości dyfuzji tlenu cząsteczkowego (O₂).

(4)

Zaznacz wiersz tabeli, w którym poprawnie wpisano barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego wprowadzonego do produktów reakcji lub mieszanin podanych tlenków z wodą.

Tlenek baru Tlenek węgla(II) Tlenek siarki(IV) Tlenek glinu A. zielony czerwony czerwony zielony B. czerwony zielony zielony czerwony C. zielony żółty czerwony żółty D. zielony żółty czerwony zielony

Wskaż właściwe uporządkowanie jonów obecnych w wodnym roztworze kwasu siarkowego(IV) według malejącego ich stężenia. Zaznacz właściwą odpowiedź A, B, C lub D.

A. H^;SO₃²^;HSO₃^ C. SO₃²^;HSO₃^;H^ B. H^;HSO₃^;SO₃²^ D. SO₄²^;HSO₄^;H^

W celu identyfikacji stężonych roztworów znajdujących się w oznaczonych numerami czterech probówkach przeprowadzono dwa doświadczenia: za pomocą platynowego drucika wprowadzono do nieświecącego płomienia palnika Bunsena krople badanych roztworów; do probówek z badanymi roztworami dodano stężone roztwory siarczanu(VI) potasu, wodorotlenku potasu oraz pewnej substancji oznaczonej literą X. Dokonane w trakcie ich trwania obserwacje zestawiono w tabelach:

Tabela1.

Probówka 1 Probówka 2 Probówka 3 Probówka 4 Barwa

płomienia palnika

żółta zielona czerwona /

ceglasta fiołkowa Tabela2.

Odczynnik dodany do badanych roztworów

K2SO4 KOH X

Probówka 1 Pozostał roztwór Pozostał roztwór Wytrącił się osad Probówka 2 Wytrącił się osad Pozostał roztwór Wytrącił się osad Probówka 3 Wytrącił się osad Wytrącił się osad Wytrącił się osad Probówka 4 Pozostał roztwór Pozostał roztwór Pozostał roztwór

(5)

Wybierz bezbłędnie przeprowadzoną identyfikację kationów obecnych w roztworach w poszczególnych probówkach. Zaznacz właściwy wiersz tabeli.

Probówka 1 Probówka 2 Probówka 3 Probówka 4

A. K⁺ Na⁺ Ca²⁺ Ba²⁺

B. Ba²⁺ Ca²⁺ K⁺ Na⁺

C. Na⁺ K⁺ Ba²⁺ Ca²⁺

D. Na⁺ Ba²⁺ Ca²⁺ K⁺

Korzystając z tablicy rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie, zidentyfikuj odczynnik X użyty do badania roztworów w probówkach. Wybierz prawidłowy wzór związku chemicznego zaznaczając jedną z propozycji A, B, C lub D.

A. KF B. NaF C. Na2CO3 D. K2CO3

W przemyśle chemicznym do produkcji stałego chlorku miedzi(II) stosuje się metodę wykorzystującą reakcję między roztworami siarczanu(VI) miedzi(II) i chlorku baru.

Zaznacz schemat procesu produkcji chlorku miedzi(II). Zaznacz właściwą odpowiedź A, B, C lub D.

A. Mieszanie → Odsączenie → Krystalizacja roztworów osadu przesączu

B. Mieszanie → Ogrzewanie → Odsączenie → Osuszanie roztworów osadu osadu C. Mieszanie → Dekantacja → Osuszanie

roztworów osadu osadu

D. Mieszanie → Oziębianie → Sedymentacja → Dekantacja roztworów osadu

Zadanie 12. ( 1pkt.)

Wskaż właściwe wyjaśnienie problemu: dlaczego w przemyśle nie można zastosować tańszej soli kuchennej i stosuje się droższy chlorek baru. Zaznacz właściwe uzasadnienie A, B, C lub D.

(6)

A. Dodanie roztworu chlorku sodu do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) spowoduje utworzenie się mieszaniny jonów: chlorkowych, siarczanowych(VI), jonów sodu i jonów miedzi(II), których nie można prosto i efektywnie rozdzielić.

B. Dodanie roztworu chlorku sodu do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) spowoduje wytrącenie osadu dwóch soli.

C. Po dodaniu roztworu chlorku sodu do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) powstanie osad siarczanu(VI) sodu, a nie osad chlorku miedzi(II), który chcemy otrzymać.

D. Dodanie roztworu chlorku sodu do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) spowoduje przesunięcie równowagi procesu hydrolizy, obniżenie pH roztworu i wytrącenie osadu wodorotlenku miedzi(II) oraz powstanie kwasu solnego.

Przeprowadzono reakcje metali drugiej grupy układu okresowego pierwiastków chemicznych z kwasem i stwierdzono, że metale przereagowały całkowicie, a w każdej reakcji powstała taka sama objętość wodoru (w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury).

Spośród metali użytych do reakcji wybierz ten, którego masa była najmniejsza.

A. Beryl B. Magnez C. Wapń D. Stront Zadanie 14. (1 pkt)

Rozpoznaj zdania prawdziwe i zaznacz właściwą odpowiedź:

1. Liczba masowa dowolnego atomu danego pierwiastka jest równa masie atomowej tego pierwiastka.

2. Masa atomowa pierwiastka wyrażona w jednostkach masy atomowej jest liczbowo równa jego masie molowej wyrażonej w jednostce g/mol.

3. Atomy różnych izotopów tego samego pierwiastka mogą się różnić tak liczbą protonów, jak i liczbą neutronów w jądrze.

A. wszystkie zdania C. zdanie 2 i 3 B. zdanie 1 i 2 D. tylko zdanie 2

Oblicz liczbę neutronów w jądrze radionuklidu, z którego w wyniku dwóch przemian α i dwóch przemian β^– powstało jądro ²²⁷₉₀Th.

A. 235 B. 92 C. 147 D. 143

(7)

Wskaż poprawną nazwę systematyczną związku przedstawionego wzorem półstrukturalnym: CH3─CH─CH2─CH3

׀ A. 3-metylopentan CH2 B. 2-etylobutan ׀ C. 2-metylobutan CH₃ D. n-heksan

Przeprowadzono doświadczenie według schematu:

Polietylen

X

^Br²^aq

Wskaż właściwie zapisane obserwacje z doświadczenia – depolimeryzacji polietylenu.

A. Polietylen topi się, a następnie tworzy się gaz, który odbarwia wodę bromową.

B. Polietylen sublimuje i zabarwia wodę bromową.

C. Polietylen krystalizuje, a woda bromowa nie zmienia barwy.

D. Polietylen topi się, a następnie tworzy się gaz, który nie odbarwia wody bromowej.

Wskaż poprawną nazwę związku, który jest produktem depolimeryzacji polietylenu.

A. Etan C. Etin (etyn) B. Eten D. Dibromoetan

 Informacja do zadania 19.

Poniżej przedstawiono opis dwóch węglowodorów – przedstawicieli różnych szeregów homologicznych:

Węglowodór X – gaz w warunkach standardowych, jest związkiem nienasyconym, ma zastosowanie w palnikach do spawania metali; w jego cząsteczce stosunek molowy węgla do wodoru wynosi 1:1.

Węglowodór Y – gaz w warunkach standardowych, jest związkiem nienasyconym, ma zastosowanie jako monomer do produkcji ważnego tworzywa sztucznego; w jego cząsteczce stosunek molowy węgla do wodoru wynosi 1:2, a jego gęstość w warunkach normalnych ma wartość

.

Wybierz nazwy zwyczajowe (handlowe) węglowodorów X i Y

(8)

A. X- etylen; Y- acetylen C. X- propylen; Y- etylen B. X- acetylen; Y- etylen D. X- acetylen; Y- propylen Zadanie 20. (1 pkt)

Wskaż poprawnie wyliczony stosunek wagowy węgla do wodoru w etynie.

A. 12 : 1 B. 6 : 1 C. 3 : 1 D. 12 : 3

Dysproz (Dy) jest jednym z lantanowców zyskujących w ostatnim czasie coraz większe znaczenie ze względu na swoje właściwości magnetyczne. Jest metalem aktywnym.

W związkach występuje zawsze na III stopniu utlenienia.

Przeczytaj zamieszczoną w ramce poniżej notatkę o właściwościach chemicznych dysprozu.

W odpowiednich miejscach pod ramką zapisz równania reakcji chemicznych oznaczonych liczbami. Równania reakcji (1) i (2) zapisz w formie cząsteczkowej, a równanie reakcji (3) w formie jonowej skróconej.

Świeża powierzchnia metalu na powietrzu powoli matowieje pokrywając się warstewką odpowiedniego tlenku (1). Metaliczny dysproz reaguje powoli z zimna wodą, a szybciej z gorącą z utworzeniem między innymi wodorotlenku (2). Dysproz z łatwością roztwarza się w rozcieńczonym kwasie siarkowym(VI), tworząc roztwór o żółtej barwie (3).

(1)

………..

(2)

………..

(3)

………

Przeprowadzając na lekcjach lub zajęciach koła chemicznego w szkole doświadczenie demonstrujące zachowanie się sodu w wodzie z dodatkiem fenoloftaleiny, miałeś możliwość poczynienia szeregu obserwacji, które związane są z właściwościami fizycznymi i chemicznymi sodu. Uzupełnij tabelę, zapisz czytelnie w lewej kolumnie dowolne (pojedyncze) trzy obserwacje, których dokonałeś podczas przebiegu reakcji sodu z wodą;

w prawej kolumnie sformułuj wnioski wynikające z zapisanych obserwacji. Pamiętaj, aby

(9)

typem reakcji.

Co widziałem? (obserwacja) Dlaczego to widziałem? (wniosek) 1.

2.

3.

Rozcieńczone roztwory kwasów sporządza się poprzez mieszanie ich stężonych roztworów z wodą w odpowiednim stosunku objętościowym. W laboratorium przyjmuje się kryterium podziału roztworów kwasów w zależności od ich stężeń molowych. Roztwory o stężeniach mniejszych od 5 mol/dm³ traktowane są jako roztwory rozcieńczone, a roztwory o stężeniach większych od 10 mol/dm³ to roztwory stężone.

Do 2,00 cm³ roztworu kwasu azotowego(V) o stężeniu 25,0% i gęstości 1,151 g/cm³ wrzucono drucik miedziany. Wydzielający się gaz zbierano w naczyniu z tłokiem i podziałką objętości. Kwas przereagował całkowicie, a nadmiar miedzi pozostał na dnie naczynia.

a) Oblicz stężenie molowe użytego z zadaniu kwasu azotowego(V).

b) Napisz równanie reakcji miedzi z kwasem azotowym(V) (pamiętaj o stężeniu kwasu) w formie cząsteczkowej; współczynniki dobierz metodą bilansu elektronowego.

c) Oblicz objętość wydzielonego i zebranego w naczyniu z tłokiem gazu (w przeliczeniu na warunki normalne).

(10)

Wyniki obliczeń podaj z dokładnością do trzech miejsc po przecinku.

………

……….

W 1 dm³ heksanu jest zawarte 4,875∙10²⁴ cząsteczek tego węglowodoru (w temperaturze 20^oC). Oblicz gęstość heksanu w podanych warunkach.

………

(11)

………

Tryt ( ) jest nietrwałym izotopem wodoru ulegającym naturalnej przemianie promieniotwórczej β^-. Produktem jego radioaktywnego rozpadu jest trwały izotop helu - . Czas połowicznego rozpadu trytu to roku.

Oblicz masę helu, jaka powstanie w wyniku naturalnych przemian promieniotwórczych w próbce zawierającej 44 g wody trytowej T2O w ciągu 37 lat.

………

BRUDNOPIS

(12)

UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW CHEMICZNYCH

masy atomowe pierwiastków podano w atomowych jednostkach masy [u] (dolna liczba, wydrukowana większą czcionką pod symbolem w krateczce pierwiastka)

1H 1

2He 4

3Li 7

4Be 9

5B 11

6C 12

7N 14

8O 16

9F 19

10Ne 20

11Na 23

12Mg 24

13Al 27

14Si 28

15P 31

16S 32

17Cl 35,5

18Ar 40

19K 39

20Ca 40

21Sc 45

22Ti 48

23V 51

24Cr 52

25Mn 55

26Fe 56

27Co 59

28Ni 59

29Cu 64

30Zn 65

31Ga 70

32Ge 73

33As 75

34Se 79

35Br 80

36Kr 84

37Rb 85

38Sr 88

39Y 89

40Zr 91

41Nb 93

42Mo 96

43Tc 97

44Ru 101

45Rh 103

46Pd 106

47Ag 108

48Cd 112

49In 115

50Sn 119

51Sb 122

52Te 128

53I 127

54Xe 131

55Cs 133

56Ba 137

57La 139 (*)

72Hf 178

73Ta 181

74W 184

75Re 186

76Os 190

77Ir 192

78Pt 195

79Au 197

80Hg 201

81Tl 204

82Pb 207

83Bi 209

84Po 209

85At 210

86Rn 222

87Fr 223

88Ra 226

89Ac 227 (**)

104Rf 261

105Db 262

106Sg 266

107Bh 272

108Hs 277

109Mt 276

110Ds 281

111Rg 280

112Cn 285

113 284

114 289

115 288

116 292

118 294

(*)

lantanowce

58Ce 140

59Pr 141

60Nd 144

61Pm 145

62Sm 150

63Eu 152

64Gd 157

65Tb 159

66Dy 163

67Ho 165

68Er 167

69Tm 169

70Yb 173

71Lu 175 (**)

aktynowce

90Th 232

91Pa 231

92U 238

93Np 237

94Pu 244

95Am 243

96Cm 251

97Bk 247

98Cf 251

99Es 252

100Fm 257

101Md 258

102No 259

103Lr 262

ROZPUSZCZALNOŚĆ SOLI I WODOROTLENKÓW W WODZIE (TEMP. 291-298K)

Na⁺ K⁺ NH4+

Mg²⁺ Ca²⁺ Sr²⁺ Ba²⁺ Ag⁺ Cu²⁺ Zn²⁺ Al³⁺ Mn²⁺ Cr³⁺ Fe²⁺ Fe³⁺ Pb²⁺ Sn²⁺ Sn⁴⁺

OH^- r r r s s s r n n n n n n n n s n n

F^- s r r s s s s r o s s s s s s s r r

Cl^- r r r r r r r n r r r r s r r s r r

Br^- r r r r r r r n r r r r s r r s r r

I^- r r r r r r r n o r o o o s o s s r

S^2- r r r o o o o n n n o n o n n n n n

SO₃^2- r r r s s s s s s s o s o s o s o o

SO₄^2- r r r r s s n s r r r r r r o n r r

NO3- r r r r r r r r r r r r r r r r o r

ClO3-

r r r r r r r r r x x x x x x r x x

PO₄^3- r r r s n n n n s s s s s s s n o r

CO₃^2- r r r s n n n n s s o s o s o n o o

HCO3- s r r s s s o o o o o s o s o o x x

SiO₃^2- r r o n n o n n n n n n n n n n o o

CrO₄^2- r r r r s s n n s s o s o o s n o o

r - substancja dobrze rozpuszczalna

s - substancja słabo rozpuszczalna (osad wytrąca się ze stężonego roztworu) n - substancja praktycznie nierozpuszczalna

o - substancja w roztworze wodnym nie istnieje x - związek nie istnieje