SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 50. ročník, školský rok 2013/2014. Kategória D. Okresné kolo

Transcript

1 SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA 50. ročník, školský rok 2013/2014 Kategória D Okresné kolo RIEŠENIE A HODNOTENIE TEORETICKÝCH A PRAKTICKÝCH ÚLOH

2 RIEŠENIE A HODNOTENIE TEORETICKÝCH ÚLOH Chemická olympiáda kategória D 50. ročník šk. rok 2013/14 Okresné kolo Helena Vicenová Maximálne 60 bodov Doba riešenia: 60 minút Riešenie úlohy 1 (10 b) 4 b a) Filtrácia sa používa vo vodárňach na čistenie vody. Ako filter sa používa štrk a piesok. Na pretekaní vody štrkom a pieskom je založené aj samočistenie vody v prírode. Aj voda v bazénoch a akváriách sa čistí pomocou filtrácie. 2 b b) Pri varení jedla sa na vnútornej strane pokrievky utvoria kvapky vody. Tieto kvapky vznikli destiláciou (príp. odparením a skvapalnením). 2 b c) Usadzovanie nečistôt v nádržiach sa využíva pri čistení odpadovej vody v čistiarňach. V niektorých prípravkoch, napr. v liečivách sa státím usadia čiastočky na dne nádoby, preto treba roztok pred použitím pretrepať (príp. premiešať). 2 b d) Dlhším státím sa utvorí na povrchu lekváru tvrdšia sladká vrstva, ktorá vznikla odparením vody z povrchu. Na povrchu vykryštalizoval cukor. Riešenie úlohy 2 (21 b) 2 b a) kyslík, O 2 b) Pracovný list Postup práce: 1 b 1. Príprava plynu B: Do kužeľovej banky nalejeme peroxid vodíka a pridáme asi tretinu lyžičky (uznáme aj iné primerané množstvo) burelu. 1 b 2. Dôkaz plynu B: Do banky s unikajúcim plynom vložíme tlejúcu špajdľu. Pozorovanie: 1 b 1. Príprava plynu B: Pozorujeme šumenie a unikanie bubliniek. 1 b 2. Dôkaz plynu B: Tlejúca špajdľa sa rozhorí.

3 Doplňujúce úlohy: 5 b 1. 2H 2 O 2 O 2 + 2H 2 O Za každú látku a stechiometrický koeficient pridelíme po 1 b. 4 b 2. oxid manganičitý, MnO 2 2 b 3. chemický rozklad 2 b Z jedného reaktantu vznikli dva produkty. Záver: 2 b Chemická reakcia, ktorú sme uskutočnili, prebieha aj samovoľne, ale veľmi pomaly. Pridanie burelu urýchlilo chemickú reakciu, burel je katalyzátor. Riešenie úlohy 3 (16 b) 2 b a) vodík 2 b b) sú 2 b c) vzácne plyny 2 b d) 21 % 2 b e) metán 2 b f) kyslík 4 b g) asi 0,03 %, vodnou parou Riešenie úlohy 4 (13 b) 2 b a) jodid draselný 2 b b) Vypočítame molárnu hmotnosť KI. M(KI) = M(K) + M(l) M(KI) = 39,10 g/mol + 126,90 g/mol M(KI) = 166,00 g/mol 2 b Vypočítame látkové množstvo 17,0 g KI. n(ki) = n(ki) = m(ki) M(KI) 17,0 g 166,00g/mol n(ki) = 0,102 mol 2 b Vypočítame látkovú koncentráciu KI.

4 n(ki) c(ki) = V (KI) 0,102mol c(ki) = 3 0, 500 dm c(ki) = 0,204 mol/dm 3 2 b c) Vypočítame hmotnosť 500 cm 3 roztoku KI. m(roztok KI) = ρ(roztok KI) V(roztok KI) m(roztok KI) = 1,32 g/cm cm 3 m(roztok KI) = 660 g 2 b Vypočítame hmotnostný zlomok KI v roztoku. w(ki) = w(ki) = m(ki) m(roztok) 17,0 g 660g w(ki) = 0, b w(ki) = 2,58 % Plný počet bodov pridelíme aj v prípade iného správneho spôsobu výpočtu.

5 RIEŠENIE A HODNOTENIE PRAKTICKÝCH ÚLOH Chemická olympiáda kategória D 50. ročník školský rok 2013/2014 Okresné kolo Pavol Bernáth Maximálne 40 bodov Doba riešenia: 60 minút Názov práce: Oddelenie zložiek rôznorodej zmesi Úloha 1 (20 b) 4 b Príprava zmesi. 12 b Správne zostavenie filtračnej aparatúry 4 b, správne urobená filtrácia (poskladanie a osadenie filtračného papiera 2 b, nalievanie na filter po tyčinke 2 b, stopka lievika opretá o stenu kadičky 2 b, premývanie zrazeniny 2 b). 4 b Uskutočnenie reakcie. Úloha 2 (20 b) 1. Napíšte názvy zlúčenín: 1 b síran draselný 1 b chlorid vápenatý 1 b chlorid sodný 2. Napíšte, čo ste pozorovali po pridaní roztoku AgNO 3 do kadičky s filtrátom. 1 b vznik bielej zrazeniny 3. a) S ktorým aniónom prítomným vo filtráte reaguje AgNO 3? Napíšte príslušnú rovnicu. Za správne napísanú rovnicu pridelíme 3 b (1 b za Cl, 2 b za správne uvedené produkty). Ak žiak uvedie rovnicu NaCl + AgNO 3 AgCl + NaNO 3, pridelíme 2 body. b) Zdôvodnite, prečo vzniknutá látka pri dlhšom státí v kadičke začne postupne tmavnúť.

6 2 b Chlorid strieborný je citlivý na svetlo, rozkladá sa za vzniku striebra, ktoré sčernie. 4. Prítomnosť K 2 SO 4 vo filtráte môžeme dokázať pomocou roztoku CaCl 2. Pozorujeme vznik bielej zrazeniny. a) Doplňte rovnicu reakcie: 2 b K 2 SO 4 + CaCl 2 CaSO 4 + 2KCl b) Napíšte názov produktu reakcie, ktorý vytvorí bielu zrazeninu. 1 b síran vápenatý c) Soľ, ktorá vzniká pri reakcii, tvorí rôzne hydráty. Napíšte vzorec, chemický názov a triviálny názov jedného z nich. 3 b CaSO 4 2 H 2 O, dihydrát síranu vápenatého, sadrovec alebo CaSO 4 0,5 H 2 O, hemihydrát síranu vápenatého, sadra 5. a) Vypočítajte hmotnostný zlomok NaCl prítomného vo filtráte, ak obsahoval 5,5 g NaCl a 2 g K 2 SO 4. 2 b w(nacl) = w(nacl) = m(k SO ) 5,5 g 5,5 g 2 g 75 g 2 4 m (voda) w(nacl) = 0,0667 = 6,67 % b) Koľko gramov NaCl by sme museli pridať do filtrátu, aby sme pripravili 10 % roztok? 3 b w(nacl) = m(k SO ) 2 4 m (voda) 0,1 = 2 g 75 g 0,1 + 0,2 g + 7,5 g = 0,9 = 7,7 g = 8,56 g 8,56 g 5,5 g = 3,06 g

7 Pomôcky pre jedného žiaka: 1 ks hodinové sklíčko, 3 ks kadička 150 cm 3, 1 ks odmerný valec 100 cm 3, 1 ks laboratórny stojan, 1 ks filtračný lievik, 1 ks filtračný kruh, 1 ks filtračný papier, 1 ks sklená tyčinka, 1 ks delená pipeta 10 cm 3, 1 ks striekačka s destilovanou vodou, ochranné rukavice. Chemikálie: 5,5 g NaCl, 2 g K 2 SO 4, 2,5 g kremičitý piesok, 5 cm 3 roztoku AgNO 3 (koncentrácia 0,1 mol/dm 3 ), destilovaná voda. Autori: RNDr. Helena Vicenová (vedúca autorského kolektívu), PaedDr. Pavol Bernáth Recenzenti: RNDr. Jana Chrappová, PhD., Bc. Jaroslav Baričák Redakčná úprava: RNDr. Helena Vicenová Slovenská komisia chemickej olympiády Vydal: IUVENTA Slovenský inštitút mládeže, Bratislava 2014