ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Για τη Β τάξη Λυκείων ΥΠΟ ΤΗΝ ΑΙΓΙΔΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ

Transcript

1 ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΕΝΩΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ 007 Για τη Β τάξη Λυκείων ΥΠΟ ΤΗΝ ΑΙΓΙΔΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΓΕΝΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΝΑ ΜΕΛΕΤΗΣΕΤΕ ΜΕ ΠΡΟΣΟΧΗ ΤΙΣ ΓΕΝΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΠΡΙΝ ΑΡΧΙΣΕΤΕ ΝΑ ΓΡΑΦΕΤΕ. Η εξέταση έχει διάρκεια τρεις () ώρες. Δεν επιτρέπεται να εγκαταλείψετε την αίθουσα εξέτασης πριν περάσει μισή ώρα από την ώρα έναρξης.. Να λύσετε ΟΛΕΣ τις ασκήσεις στο τετράδιο απαντήσεων που σας έχει δοθεί. Δεν υπάρχει επιλογή.. Για τις απαντήσεις σας να χρησιμοποιείτε πέννα με μπλε ή μαύρο μελάνι. Μπορείτε να χρησιμοποιείτε μολύβι μόνο για τις πρόχειρες σημειώσεις σας, οι οποίες δεν θα ληφθούν υπόψη.. Επιτρέπεται η χρήση μόνο μη προγραμματιζόμενων υπολογιστικών μηχανών.. Δεν επιτρέπεται η χρήση σημειώσεων σε οποιαδήποτε μορφή.. Μελετήστε με προσοχή την εκφώνηση των ασκήσεων και απαντήστε με σαφήνεια. ΔΕΝ ΘΑ ΔΟΘΟΥΝ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ Ή ΔΙΑΣΑΦΗΝΙΣΕΙΣ. 7. Γράφετε ΚΑΘΑΡΑ ΚΑΙ ΕΥΑΝΑΓΝΩΣΤΑ. 8. Πληροφορίες για τις ατομικές μάζες των στοιχείων και άλλα χρήσιμα δεδομένα δίνονται στις σελίδες και. 9. Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από 8 (οκτώ) συνολικά σελίδες συμπεριλαμβανομένων των σελίδων με τις γενικές οδηγίες και τα χρήσιμα δεδομένα. 0. Να θυμάστε ότι << ο ΚΑΛΟΣ ΑΓΩΝΑΣ αξίζει περισσότερο από τη νίκη >>. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ

2 ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ 007 Για τη Β τάξη Λυκείων ΥΠΟ ΤΗΝ ΑΙΓΙΔΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ ΜΑΙΟΥ 007 ΔΙΑΡΚΕΙΑ : Τρεις () ώρες Χρήσιμα δεδομένα Σειρά δραστικότητας: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag,Hg, P,I,.. Κ (CHCOOH) =,8x0 - Σταθερά Αvogadro =,0x0 Γραμμομοριακός όγκος =,L (σε κανονικές συνθήκες) ρ ΗΟ = g/ml

3 ΘΕΜΑ (Μονάδες ) Για καθένα από τα ακόλουθα πειράματα να γράψετε όλες τις χημικές αντιδράσεις που πραγματοποιούνται και τις παρατηρήσεις που αναμένετε να κάνετε μετά από κάθε αντίδραση. Πείραμα A Σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες που περιέχουν αντίστοιχα ιόντα Αg + και Pb + προστίθεται διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, στην αρχή κατά σταγόνες και στη συνέχεια περίσσεια. Πείραμα B Σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει διάλυμα νιτρικού νικελίου προστίθεται διάλυμα αμμωνίας στην αρχή κατά σταγόνες και στη συνέχεια περίσσεια. Πείραμα Γ Σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει στερεό χλωριούχο νάτριο προστίθενται πολύ προσεκτικά μερικές σταγόνες πυκνού θειικού οξέος. Το αέριο προϊόν που παράγεται διαβιβάζεται σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει διάλυμα νιτρικού αργύρου. Πείραμα Δ Σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει αποσταγμένο νερό προστίθενται κόκκοι ασβεστίου και κατόπιν, μερικές σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεΐνης. ΘΕΜΑ (Μονάδες 0) Να αναφέρετε, αν οι ακόλουθες δηλώσεις είναι ΟΡΘΕΣ ή ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΕΣ και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.. Το ph υδατικού διαλύματος οξέος 0,Μ είναι πάντοτε ίσο με και το ph υδατικού διαλύματος βάσης 0, Μ είναι πάντοτε ίσο με.. Αν σε διάλυμα ασθενούς οξέος ΗΑ προσθέσουμε νερό τότε η Κ οξ (σταθερά διάστασης ) του οξέος αυξάνεται.. Αν διάλυμα Η SO θερμανθεί σε ανοικτό δοχείο το ph του αυξάνεται, ενώ αν θερμανθεί διάλυμα ΗCl, το ph του ελαττώνεται. ΘΕΜΑ (Μονάδες ). Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων για να πετύχετε την μετατροπή που ακολουθεί : Fe FeCl (aq). Να αναφέρετε a. ένα παράδειγμα χημικής αντίδρασης μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης κατά την οποία δεν έχουμε παραγωγή νερού. b. τις προϋποθέσεις για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση i. διπλής αντικατάστασης και ii. απλής αντικατάστασης.. Δίνονται εφτά (7) διαλύματα και εφτά (7) δοχεία. Τα τρία () δοχεία από χαλκό, Cu, τα τρία () από αργίλιο,al, και το ένα από γυαλί. Τα διαλύματα είναι FeSO, HgCl, KCl, MgSO, Zn(NO ), NaCl, HCl. Να επιλέξετε το κατάλληλο δοχείο για να τοποθετήσετε κάθε ένα από τα διαλύματα και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.. Δίνονται τα ακόλουθα : Zn, AI(NO ) (aq), Fe (NO ) (aq). Να γράψετε a. το χημικό τύπο ενός αντιδραστηρίου που θα χρησιμοποιούσατε για να τα διακρίνετε και b. το εμφανές αποτέλεσμα που θα σας οδηγήσει στην διάκριση των πιο πάνω ουσιών.

4 ΘΕΜΑ (Μονάδες 9 ) Πιο κάτω περιγράφεται σε διάγραμμα η Οδύσσεια που πέρασε ένα κομμάτι χάλκινο σύρμα στα χέρια ενός μαθητή.μελετήστε το προσεχτικά. Cu () CuSO () A () CuCl () Cu(NO ) ( ) περίσσεια ΝΗ (aq) (7) () B CuO Να γράψετε a) τoυς χημικούς τύπους των αντιδραστηρίων /συνθήκες -7 που χρησιμοποίησε ο μαθητής για να επιτύχει τις μετατροπές που φαίνονται πιο πάνω, καθώς και τους χημικούς τύπους των ενώσεων Α και Β. b) τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων : Cu () ΘΕΜΑ (Μονάδες ) CuSO, Α περίσσεια ΝΗ Β, CuSO (7) Cu, CuCl () Cu(ΝΟ ). Ο υδράργυρος είναι εξαιρετικά τοξική ουσία γιατί ανενεργοποιεί ορισμένα ένζυμα που επιταχύνουν βιοχημικές αντιδράσεις. g δείγματος ψαριού τόνος που πήραμε από κάποιο ψαροκάραβο αναλύθηκαν και βρέθηκαν ότι περιέχουν.0 - mol Ηg. Η νομοθεσία για τα τρόφιμα επιτρέπει περιεκτικότητα σε Ηg μέχρι 0, ppm.να βρεθεί αν ο τόνος που υπάρχει στο ψαροκάραβο πρέπει να καταναλωθεί ή να απορριφθεί. (Σημ. ppm σημαίνει μέρη μάζας ενός συστατικού ανά μέρη μάζας μίγματος.). Η αιμοσφαιρίνη είναι μία χρωμοπρωτεΐνη με τέσσερα () άτομα Fe στο μόριο της. Να βρείτε τη μοριακή μάζα, Μr, της αιμοσφαιρίνης αν γνωρίζετε ότι η περιεκτικότητα σε Fe είναι 0,%κ.μ... Να βρείτε το χ αέριας ένωσης Η Χ Α αν σε κανονικές συνθήκες 90 ml της αέριας ένωσης Η Χ Α περιέχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων υδρογόνου με 0 ml ΝΗ.. Αν από 00 mg ΝΗ φεύγουν.0 μόρια αμμωνίας, να υπολογίσετε πόσα mol ΝΗ απομένουν. ΘΕΜΑ (Μονάδες 7) a) Πόσα ηλεκτρόνια έχει στην εξωτερική του στιβάδα άτομο στοιχείου που εμφανίζει αριθμό οξείδωσης μεταξύ - και +. b) Ποια θα έπρεπε να είναι η ακριβής σχετική ατομική μάζα, Αr, του ισοτόπου Hg. Δίνεται ότι το νετρόνιο και πρωτόνιο έχουν μάζες,008 και,0078 αντίστοιχα. c) Να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων, πρωτονίων και νετρονίων που περιέχονται σε 9 g (γραμμάρια) του ισοτόπου Η. A d) Δίνονται τα άτομα Χ, A ψ. Z Z Να γράψετε i. ποια σχέση πρέπει να υπάρχει μεταξύ των Α, Α και Ζ, Ζ ώστε τα Χ και Ψ να είναι ισότοπα. ii. τί ομοιότητες και τί διαφορές έχουν ως προς τις ιδιότητες τους τα ισότοπα ενός στοιχείου. Να δώσετε εξήγηση.

5 ΘΕΜΑ 7 (Μονάδες 0 ). Ένας μαθητής για να μελετήσει τη φύση δυο διαλυτών Χ και Ψ έκανε το πιο κάτω πείραμα: Πήρε πέντε δοκιμαστικούς σωλήνες Α-Ε. Σε μερικούς από αυτούς έβαλε μικρή ποσότητα από το διαλύτη Χ και στους υπόλοιπους έβαλε μικρή ποσότητα από το διαλύτη Ψ. Κατόπιν στους σωλήνες Α, Β, Γ πρόσθεσε μικρή ποσότητα στερεού υδροξειδίου του νατρίου, ΝαΟΗ, και στους σωλήνες Δ και Ε πρόσθεσε μερικούς κόκκους ιωδίου, Ι, και ανάδευσε. Παρατήρησε ομοιογενές μίγμα μόνο στους σωλήνες Α, Γ και Ε. Στη συνέχεια ανάμιξε το περιεχόμενο των σωλήνων Β και Δ,ανακίνησε ισχυρά και το άφησε σε ηρεμία. a) Να καθορίσετε τη φύση του διαλύτη που περιέχεται σε καθένα από τους σωλήνες Α-Ε δικαιολογώντας την απάντησή σας. b) Να προτείνετε δύο πιθανούς διαλύτες που χρησιμοποίησε ο μαθητής. c) Να αναφέρετε τις παρατηρήσεις που έκανε μετά την ανάμιξη του περιεχομένου των σωλήνων Β και Δ δίνοντας και τις απαραίτητες εξηγήσεις.. Με βάση τις καμπύλες διαλυτότητας των χημικών ενώσεων που δίνονται πιο κάτω να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. a) Τι θα παρατηρήσετε αν ψυχθεί ένα κορεσμένο διάλυμα χλωρικού καλίου, KClΟ, από τη θερμοκρασία των 70 0 C στη θερμοκρασία των 0 0 C. b) Ένα διάλυμα έχει παρασκευαστεί με διάλυση 0g νιτρικού νατρίου, ΝαΝΟ, σε 00g Η Ο στους 0 0 C. Να δηλώσετε αν είναι κορεσμένο ή ακόρεστο και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. c) Σε ποια από τις χημικές ενώσεις παρατηρείται αύξηση της διαλυτότητας με την ελάττωση της θερμοκρασίας. ΘΕΜΑ 8 (Μονάδες 0 ). Να υπολογίσετε την % κ.μ. περιεκτικότητα διαλύματος που παρασκευάζεται με διάλυση g χλωριούχου νατρίου, ΝαCl, σε ml νερού.. Διαθέτουμε δύο υδατικά διαλύματα : α) με ph = και β) με ph = Να αποδείξετε ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι ορθή; i) [ H + ] a = [ H + ] β ii) [ H + ] a = / [ H + ] β iii) [ H + ] a = 00 [ H + ] β iv) [ H + ] a = /00 [ H + ] β

6 . g ακάθαρτου (NH ) SO, θερμάνθηκαν με περίσσεια διαλύματος ΝαΟΗ. Το αέριο προϊόν της αντίδρασης διαβιβάστηκε σε ογκομετρική φιάλη των 0mL που περιείχε ml διαλύματος ΗCl Μ και κατόπιν συμπληρώθηκε με αποσταγμένο νερό μέχρι τη χαραγή. 0 ml από το διάλυμα αυτό ογκομετρήθηκε με διάλυμα ΝαΟΗ 0.Μ. Καταναλώθηκαν, ml διαλύματος ΝαΟΗ. Να βρείτε την % καθαρότητα του (NH ) SO. ΘΕΜΑ 9 (Μονάδες ) ) Δώστε εξηγήσεις για τις πιο κάτω προτάσεις a) η ογκομέτρηση ασθενούς βάσης με ασθενές οξύ δεν εφαρμόζεται στην πράξη. b) στην καμπύλη εξουδετέρωσης ισχυρού μονοπρωτικού οξέος 0,Μ με ισχυρή μονοϋδροξυλική βάση 0,Μ μετά την εξουδετέρωση η τιμή του ph ελάχιστα μεταβάλλεται και δεν φτάνει στην τιμή έστω και αν συνεχίζουμε να προσθέτουμε διάλυμα βάσης. c) κατά τις ογκομετρήσεις επιβάλλεται να χρησιμοποιούμε αραιά διαλύματα μέτρου στην προχοΐδα. d) το διάλυμα του οξαλικού οξέος χρησιμοποιείται σαν πρότυπο διάλυμα. ) Ένας μαθητής για να υπολογίσει τη μοριακή μάζα, Μr, ενός ασθενούς μονοπρωτικού οξέος έκανε τις ακόλουθες πειραματικές διαδικασίες. a) Ζύγισε με ακρίβεια ποσότητα 0,0 g στερεού οξέος και τα διάλυσε στην απαιτούμενη ποσότητα αποσταγμένου νερού ώστε να παρασκευάσει 00 ml διαλύματος του οξέος. b) Ζύγισε με ακρίβεια ποσότητα,g στερεού ΝαΟΗ και τα διάλυσε στην απαιτούμενη ποσότητα αποσταγμένου νερού ώστε να παρασκευάσει 000 ml διάλυμα ΝαΟΗ. c) Έκανε τέσσερις () ογκομετρήσεις, χρησιμοποιώντας κάθε φορά ml διαλύματος του οξέος, με μέτρο το διάλυμα ΝαΟΗ στην παρουσία κατάλληλου δείκτη. d) Τα αποτελέσματα των μετρήσεων του φαίνονται πιο κάτω: V =8, ml, V =8, ml, V =8,7 ml, V =8, ml. Ζητούνται: a. το όνομα ενός δείκτη κατάλληλου που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ο μαθητής για την πιο πάνω ογκομέτρηση και πώς αναγνώρισε το τελικό σημείο με βάση το δείκτη αυτό b. η μοριακή μάζα, Μr, του οξέος c. η σταθερά διάστασης του οξέος, αν κατά την πιο πάνω ογκομέτρηση μετά την προσθήκη 0mL της βάσης το διάλυμα έχει ph=.. Διαθέτουμε διάλυμα οξικού οξέος συγκέντρωσης 0,Μ και διάλυμα οξικού νατρίου συγκέντρωσης 0,Μ. Να υπολογίσετε τον όγκο από το κάθε διάλυμα που θα πρέπει να αναμίξετε για να σχηματιστεί 00 ml ρυθμιστικό διάλυμα με ph =,. (Δεν χρειάζεται απόδειξη των τύπων) ΤΕΛΟΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ

7 7 Π ε ρ ι ο δ ι κ ό ς Π ί ν α κ α ς τ ω ν σ τ ο ι χ ε ί ω ν ΙA ΙIA ΙIIB ΙVB VB VIB 7 VIIB 8 VIIIB 9 VIIIB 0 VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA 7 VIIA 8 VIIIA Η.0079 He.000 Li.9 Be 9.08 B 0.8 C.0 7 N O F Ne Na.9898 Mg.00 Al.98 Si 8.08 P S.0 7 Cl.7 8 Ar K Ca Sc.99 Ti 7.88 V 0.9 Cr.99 Mn.98 Fe.87 7 Co Ni Cu. 0 Zn.9 Ga 9.7 Ge 7. As 7.9 Se 78.9 Br Kr Rb Sr Y Zr 9. Nb 9.90 Mo 9.9 Tc (98) Ru 0.07 Rh 0.90 Pd 0. 7 Ag Cd. 9 In.88 0 Sn 8.70 Sb.7 Te 7.0 I.90 Xe.9 Cs.90 Ba *La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po (09) 8 At (0) 8 Rn () 7 87 Fr () 88 Ra.0 89 ^Ac Rf () 0 Db () 0 Sg () 07 Bh () 08 Hs () 09 Mt () 0 Ds (9) Rg (7) Uub (8) Uut (8) Uuq (89) Uup (88) Uuh (9) 7 Uus (.) 8 Uuo (9) Λανθανίδες: 8 Ce 0. 9 Pr Nd. Pm () Sm 0. Eu.9 Gd 7. Tb 8.9 Dy.0 7 Ho.90 8 Er 7. 9 Tm Yb Lu 7.97 Ακτινίδες: 90 Th.08 9 Pa.0 9 U Np Pu () 9 Am () 9 Cm (7) 97 Bk (7) 98 Cf () 99 Es () 00 Fm (7) 0 Md (8) 0 No (9) 0 Lr (0)