zdolny Ślązak Gimnazjalista

Transkrypt

1 Instrukcja dla ucznia 1. Podczas rozwiązywania zadań moŝesz korzystać z dostępnych źródeł informacji układu okresowego pierwiastków oraz tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków. 2. Rozwiązania zadań wpisuj w wyznaczonych miejscach arkusza. Nie uŝywaj korektora. Gdy popełnisz błąd przekreśl błędną odpowiedź i napisz poprawną. 3. Dobrze gospodaruj swoim czasem pracy. śyczymy Ci powodzenia Wypełnia WKK Podpis sprawdzającego. zdolny Ślązak Gimnazjalista IX DOLNOŚLĄSKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH III ETAP WOJEWÓDZKI część teoretyczna r. Czas trwania 80 minut Zad. I II III IV T L Razem max. pkt Punkty uzyskane ZADANIE I. Uzupełnij tabelę wpisując dla kaŝdej substancji, podanej w tabeli, brakujące ilości: masy próbki, liczby moli atomów tlenu, liczby atomów tlenu lub masy tlenu w próbce. Do obliczeń przyjmij masy atomowe pierwiastków jako liczby całkowite Rodzaj Masa próbki Liczba moli atomów Liczba atomów Masa tlenu [g] substancji [g] tlenu tlenu Al 4,80 2 O 3 Mg (OH ) 2 6, CH 3 COOH 6,00 Fe (SO 2, ) 3 Brudnopis do zadania (zapisy w brudnopisie nie będą sprawdzane i punktowane, punktowane są tylko zapisy wyników w tabeli) Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 1

2 ZADANIE II. Rysunek przedstawia dwa zestawy próbek substancji A i substancji B Połącz próbki substancji z zestawu A z próbkami substancji z zestawu B w odpowiednie w pary, w których substancja A przereaguje całkowicie z substancją B. Zapisz równania tylko tych reakcji, które zajdą zgodnie z warunkami podanymi w zadaniu. Zapisz nazwy produktów reakcji. 1. Nazwy produktów. 2. Nazwy produktów. 3.. Nazwy produktów Nazwy produktów. 5. Nazwy produktów Nazwy produktów. Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 2

3 ZADANIE III. Chlor nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym. Występuje przede wszystkim w postaci związku chlorku sodu. Otrzymuje się go poprzez elektrolizę stopionej soli albo solanki stęŝonego roztworu chlorku sodu w wodzie. Chlor reaguje z wodorem i wieloma metalami. Np. podczas spalania wodoru w chlorze powstaje gazowy chlorowodór, podczas przepuszczania chloru nad rozgrzanym glinem powstaje chlorek glinu. Znane są liczne tlenowe związki chloru tlenki i kwasy tlenowe, w których ma stopnie utlenienia: I, III, V i VII. Chlor jest bardziej reaktywny od fluorowców znajdujących się pod nim w grupie 17. Chlor rozpuszcza się w wodzie, tworząc wodę chlorową, która ma odczyn kwasowy. Chloru uŝywa się do niszczenia bakterii w wodzie pitnej i w wodzie w basenach, a takŝe do produkcji polichlorku winylu (PVC), wybielaczy, środków owadobójczych i chwastobójczych, rozpuszczalników takich jak czterochlorek węgla Uzupełnij zdania W roztworze solanki znajdują się jony. i pochodzące z dysocjacji soli i jony i. pochodzące z dysocjacji wody. Kationy wodoru poruszają się w kierunku.., a aniony chlorkowe w kierunku Na katodzie zachodzi reakcja:. Na anodzie zachodzi reakcja: W wyniku elektrolizy solanki o stęŝeniu 25 % otrzymano 5,6 dm 3 chloru. Oblicz masę solanki poddanej elektrolizie. Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 3

4 3. Podczas reakcji chloru z wodą powstają dwa kwasy: beztlenowy i tlenowy, w którym chlor ma stopień utlenienia I. Napisz równanie tej reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej. 4. Napisz wzory strukturalne (kreskowe) kwasów chlorowych zgodnie z podanymi stopniami utlenienia chloru. 5. Kwas chlorowy (I) jest związkiem nietrwałym i bardzo łatwo rozkłada się na kwas solny i atomowy tlen. Napisz równanie tej reakcji. 6. Obecnie, zamiast chloru, do dezynfekcji wody w basenie uŝywa się najczęściej chloranu (I) wapnia zwanego wapnem chlorowanym. Otrzymuje się je działając chlorem na wodorotlenek wapnia. W reakcji tej powstają trzy produkty, z których dwa są solami. Napisz równanie opisanej reakcji. ZADANIE IV. W chemografie podano wzory związków organicznych i wody. Pozostałe reagenty są substancjami nieorganicznymi. Ustal jakie substancje kryją się pod literami W, T, X, Y, V, Z i zapisz równania reakcji chemicznych zaznaczonych na schemacie jako 2, 3, 4 i 5. Równania 4 reakcji Wzory 2 Nazwy 2 8 Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 4

5 Zapisz równania reakcji chemicznych 2, 3, 4 i Narysuj wzory strukturalne (kreskowe) węglowodorów występujących w chemografie oraz zapisz ich nazwy. Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 5

6 BRUDNOPIS (zapisy w brudnopisie nie będą sprawdzane i punktowane) Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 6

7 Instrukcja dla ucznia 1. Zadania laboratoryjne wykonuj uwaŝnie, zgodnie z zasadami bezpieczeństwa obowiązującymi w pracowni chemicznej, przestrzegaj uwag i wskazówek przekazanych przez Komisję. Do doświadczeń uŝywaj niewielkich ilości odczynników. Po wykonaniu doświadczenia umyj ręce. 2. Z zestawu odczynników korzystają równieŝ Twoi koledzy. Pamiętaj więc o odstawianiu ich na półkę zaraz po wykorzystaniu. 3. Podczas rozwiązywania zadań moŝesz korzystać z dostępnych źródeł informacji układu okresowego pierwiastków oraz tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków. 4. Rozwiązania zadań wpisuj w wyznaczonych miejscach arkusza. Nie uŝywaj korektora. Gdy popełnisz błąd przekreśl błędną odpowiedź i napisz poprawną. 5. Dobrze gospodaruj swoim czasem pracy. Po zakończeniu pracy oddaj arkusz z rozwiązaniami członkowi Komisji. 6. Przed opuszczeniem pracowni posprzątaj swoje stanowisko pracy zgodnie z uwagami Komisji. śyczymy Ci Zad. V VI powodzenia Wypełnia WKK max. pkt Podpis sprawdzającego. zdolny Ślązak Gimnazjalista IX DOLNOŚLĄSKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH III ETAP WOJEWÓDZKI część laboratoryjna (A) r. Czas trwania 70 minut Punkty uzyskane ZADANIE V. W czterech probówkach oznaczonych literami A, B, C, D znajdują się roztwory wodne zawierające aniony: chlorkowy, azotanowy (V), siarczanowy (VI), i fosforanowy (V), ale nie wiesz, w której probówce jest który z tych anionów Twoim zadaniem jest zidentyfikowanie anionów. Do dyspozycji masz czyste probówki i roztwory: azotanu (V) srebra, chlorku baru i siarczanu (VI) Ŝelaza (II). Zaplanuj odpowiednie doświadczenia przedstaw ich przebieg schematycznymi rysunkami. Obserwacje zapisz w zaproponowanej tabeli. Sformułuj wnioski uzupełniając je zapisem równań przeprowadzonych reakcji w formie jonowej. Przyporządkuj probówkom oznaczonym A, B, C i D zidentyfikowany anion. 1. Przebieg doświadczenia schematyczne rysunki: 2. Obserwacje: AgNO 3 BaCl 2 FeSO 4 Roztwory zawierające identyfikowane aniony Probówka A Probówka B Probówka C Probówka D Wersja A Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 1

8 3. Sformułuj wnioski na podstawie obserwacji przyporządkuj probówkom oznaczonym A, B, C, D zidentyfikowany anion i uzasadnij to zapisem zachodzących reakcji w formie jonowej. Probówka A zawiera:..., bo Probówka B zawiera:..., bo Probówka C zawiera:..., bo Probówka D zawiera:..., bo Wersja A Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 2

9 ZADANIE VI Metale moŝna uszeregować wg ich aktywności chemicznej porównując reakcje metali z tlenem, wodą, kwasem, tlenkami metali i rozpuszczonymi w wodzie solami metali. Odpowiednia lista jest nazywana szeregiem aktywności metali. Aktywność chemiczną metali określa się na podstawie moŝliwości wyparcia wodoru z roztworu kwasu przez dany metal. Metale umieszczone w szeregu aktywności metali powyŝej wodoru, np.: magnez, wapń czy sód są od niego aktywniejsze tzn. wypierają go z kwasu. Metale znajdujące się w szeregu poniŝej wodoru, np.: bizmut, miedź, rtęć czy srebro, są od niego mniej aktywne i nie wypierają go z roztworu kwasu. Na podstawie szeregu aktywności metali moŝna teŝ określić wzajemną aktywność metali, a więc moŝna stwierdzić, który z metali jest aktywniejszy np. sód czy magnez. 1. Uzupełnij zdania: Srebro i złoto, jako metale szlachetne, występują w skorupie ziemskiej w postaci pierwiastków. Im metal jest bardziej aktywny chemicznie, tym chętniej tworzy..... Im metal jest bardziej aktywny, tym jego związki są. i trudniej jest wyodrębnić go z jego związku chemicznego. Metal aktywny chemicznie podczas reakcji z kwasem lub solą metalu mniej aktywnego.. elektrony, i przechodzi do roztworu w postaci. Im metal jest.. aktywny, tym łatwiej oddaje.. 2. Zbadaj aktywność metali w ich reakcji z solami rozpuszczonymi w wodzie. Masz do dyspozycji trzy metale: Ŝelazo, miedź i srebro oraz dwie sole: siarczan (VI) miedzi (II) i azotan (V) srebra. Wykonaj doświadczenie wg instrukcji podanej w formie schematycznego rysunku. Do probówek 1, 2, 3 wlej ok. 2 cm 3 wskazanych roztworów soli i wrzuć odpowiedni metal. Odstaw probówki do statywu, obserwuj zmiany przez około 5 10 minut, wstrząśnij zawartością probówek. Obserwacje: Probówka 1. Probówka 2. Probówka 3. Wersja A Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 3

10 Sformułuj wnioski, zachodzące reakcje zapisz w formie jonowej: 3. Jacek przeprowadził doświadczenia w celu określenia, które metale są zdolne do wypierania innych z roztworu ich soli. Wyniki przedstawił w poniŝszej tabeli. UŜyte oznaczenia: X oznacza, Ŝe przy zmieszaniu odczynników zaszła reakcja chemiczna; oznacza brak reakcji. UŜyty metal Roztwór soli metalu miedź Ŝelazo ołów magnez srebro cynk Wynik azotan (V) miedzi (II) X X X X siarczan (VI) Ŝelaza(III) X X azotan (V) ołowiu (II) X X X siarczan (VI) magnezu azotan (V) srebra X X X X X siarczan (VI) cynku X Wynik Wykorzystaj wyniki zapisane w tabeli do sporządzenia szeregu aktywności metali i udzielenia odpowiedzi na pytania: a) uszereguj metale zaleŝnie od ich aktywności, umieszczając najbardziej aktywny metal na początku, a najmniej aktywny na końcu... /.. /.. /.. /.. /.. b) zrób listę uŝytych soli umieszczając na początku sól, z której metal był wypierany najczęściej przez inne metale. Na końcu listy umieść sól, z której metal nie był wypierany przez inne metale uŝyte w doświadczeniu. Nazwy soli w kolejności zgodnej z treścią polecenia: Wersja A Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 4

11 c) wyjaśnij róŝnicę między listami z punktów a i b; sformułuj wniosek ogólny. 4. Z róŝnic aktywności metali korzysta się przy konstrukcji źródeł prądu ogniw oraz ochronie przed korozją. Na przykład metaliczny cynk znajduje zastosowanie jako powłoka antykorozyjna na stalowych blachach. Ogniwo elektrochemiczne składa się z dwóch róŝnych metali i elektrolitu. W ogniwie elektrochemicznym energia chemiczna jest przetwarzana w energię elektryczną. Tabela: Napięcie ogniwa zbudowanego z wybranych par metali Materiał blaszek Napięcie [V] miedź i magnez 2,70 miedź i Ŝelazo 0,78 ołów i cynk 0,64 ołów i Ŝelazo 0,32 Rys. Ogniwo zbudowane z pary metali miedź i magnez Uzupełnij zdania Magnez oddaje.. łatwiej niŝ miedź. Oznacza to, Ŝe atomy magnezu przechodzą do roztworu w postaci.. Elektrony płyną przewodem do blaszki miedzianej, która stanowi biegun ogniwa. Metal bardziej aktywny stanowi biegun... ogniwa, który jest źródłem elektronów. Im większa jest odległość pomiędzy metalami w szeregu aktywności, tym. jest napięcie zbudowanego z nich ogniwa. Wersja A Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 5

12 BRUDNOPIS (zapisy w brudnopisie nie będą sprawdzane i punktowane) Wersja A Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 6

13 Instrukcja dla ucznia zdolny Ślązak Gimnazjalista IX DOLNOŚLĄSKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH III ETAP WOJEWÓDZKI część laboratoryjna (B) r. Czas trwania 70 minut 1. Zadania laboratoryjne wykonuj uwaŝnie, zgodnie z zasadami bezpieczeństwa obowiązującymi w pracowni chemicznej, przestrzegaj uwag i wskazówek przekazanych przez Komisję. Do doświadczeń uŝywaj niewielkich ilości odczynników. Po wykonaniu doświadczenia umyj ręce. 2. Z zestawu odczynników korzystają równieŝ Twoi koledzy. Pamiętaj więc o odstawianiu ich na półkę zaraz po wykorzystaniu. 3. Podczas rozwiązywania zadań moŝesz korzystać z dostępnych źródeł informacji układu okresowego pierwiastków oraz tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków. 4. Rozwiązania zadań wpisuj w wyznaczonych miejscach arkusza. Nie uŝywaj korektora. Gdy popełnisz błąd przekreśl błędną odpowiedź i napisz poprawną. 5. Dobrze gospodaruj swoim czasem pracy. Po zakończeniu pracy oddaj arkusz z rozwiązaniami członkowi Komisji. 6. Przed opuszczeniem pracowni posprzątaj swoje stanowisko pracy zgodnie z uwagami Komisji. śyczymy Ci Zad. V VI powodzenia Wypełnia WKK max. pkt Punkty uzyskane Podpis sprawdzającego. ZADANIE V Metale moŝna uszeregować wg ich aktywności chemicznej porównując reakcje metali z tlenem, wodą, kwasem, tlenkami metali i rozpuszczonymi w wodzie solami metali. Odpowiednia lista jest nazywana szeregiem aktywności metali. Aktywność chemiczną metali określa się na podstawie moŝliwości wyparcia wodoru z roztworu kwasu przez dany metal. Metale umieszczone w szeregu aktywności metali powyŝej wodoru, np.: magnez, wapń czy sód są od niego aktywniejsze tzn. wypierają go z kwasu. Metale znajdujące się w szeregu poniŝej wodoru, np.: bizmut, miedź, rtęć czy srebro, są od niego mniej aktywne i nie wypierają go z roztworu kwasu. Na podstawie szeregu aktywności metali moŝna teŝ określić wzajemną aktywność metali, a więc moŝna stwierdzić, który z metali jest aktywniejszy np. sód czy magnez. 1. Uzupełnij zdania: Srebro i złoto, jako metale szlachetne, występują w skorupie ziemskiej w postaci pierwiastków. Im metal jest bardziej aktywny, tym chętniej tworzy.... Im metal jest bardziej aktywny, tym jego związki są. i trudniej jest wyodrębnić go z jego związku chemicznego. Metal aktywny chemicznie podczas reakcji z kwasem lub solą metalu mniej aktywnego.. elektrony, i przechodzi do roztworu w postaci. Im metal jest.. aktywny, tym łatwiej oddaje.. Wersja B Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 1

14 2. Zbadaj aktywność metali w ich reakcji z solami rozpuszczonymi w wodzie. Masz do dyspozycji trzy metale: Ŝelazo, miedź i cynk oraz dwie sole: siarczan (VI) miedzi (II) i siarczan (VI) cynku. Wykonaj doświadczenie wg instrukcji podanej w formie schematycznego rysunku. Do probówek 1, 2, 3 wlej ok. 2 cm 3 wskazanych roztworów soli i wrzuć odpowiedni metal. Odstaw probówki do statywu, obserwuj zmiany przez około 5 10 minut, wstrząśnij zawartością probówek. Obserwacje: Probówka 1. Probówka 2. Probówka 3. Sformułuj wnioski, zachodzące reakcje zapisz w formie jonowej: 3. Jacek przeprowadził doświadczenia w celu określenia, które metale są zdolne do wypierania innych z roztworu ich soli. Wyniki przedstawił w poniŝszej tabeli. UŜyte oznaczenia: X oznacza, Ŝe przy zmieszaniu odczynników zaszła reakcja chemiczna; oznacza brak reakcji. Wersja B Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 2

15 UŜyty metal Roztwór soli metalu miedź Ŝelazo ołów magnez srebro cynk Wynik azotan (V) miedzi (II) X X X X siarczan (VI) Ŝelaza(III) X X azotan (V) ołowiu (II) X X X siarczan (VI) magnezu azotan (V) srebra X X X X X siarczan (VI) cynku X Wynik Wykorzystaj wyniki zapisane w tabeli do sporządzenia szeregu aktywności metali i udzielenia odpowiedzi na pytania: a) uszereguj metale zaleŝnie od ich aktywności, umieszczając najbardziej aktywny metal na początku, a najmniej aktywny na końcu... /.. /.. /.. /.. /.. b) zrób listę uŝytych soli umieszczając na początku sól, z której metal był wypierany najczęściej przez inne metale. Na końcu listy umieść sól, z której metal nie był wypierany przez inne metale uŝyte w doświadczeniu. Nazwy soli w kolejności zgodnej z treścią polecenia: c) wyjaśnij róŝnicę między listami z punktów a i b; sformułuj wniosek ogólny. 4. Z róŝnic aktywności metali korzysta się przy konstrukcji źródeł prądu ogniw oraz ochronie przed korozją. Na przykład metaliczny cynk znajduje zastosowanie jako powłoka antykorozyjna na stalowych blachach. Ogniwo elektrochemiczne składa się z dwóch róŝnych metali i elektrolitu. W ogniwie elektrochemicznym energia chemiczna jest przetwarzana w energię elektryczną. Wersja B Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 3

16 Tabela: Napięcie ogniwa zbudowanego z wybranych par metali Materiał blaszek Napięcie [V] miedź i magnez 2,70 miedź i Ŝelazo 0,78 ołów i cynk 0,64 ołów i Ŝelazo 0,32 Rys. Ogniwo zbudowane z pary metali miedź i magnez Uzupełnij zdania Magnez oddaje.. łatwiej niŝ miedź. Oznacza to, Ŝe atomy magnezu przechodzą do roztworu w postaci.. Elektrony płyną przewodem do blaszki miedzianej, która stanowi biegun ogniwa. Metal bardziej aktywny stanowi biegun... ogniwa, który jest źródłem elektronów. Im większa jest odległość pomiędzy metalami w szeregu aktywności, tym. jest napięcie zbudowanego z nich ogniwa. ZADANIE VI. W czterech probówkach oznaczonych literami A, B, C, D znajdują się roztwory wodne zawierające aniony: chlorkowy, azotanowy (V), siarczanowy (VI), i fosforanowy (V), ale nie wiesz, w której probówce jest który z tych anionów Twoim zadaniem jest zidentyfikowanie anionów. Do dyspozycji masz czyste probówki i roztwory: azotanu (V) srebra, chlorku baru i siarczanu (VI) Ŝelaza (II). Zaplanuj odpowiednie doświadczenia przedstaw ich przebieg schematycznymi rysunkami. Obserwacje zapisz w zaproponowanej tabeli. Sformułuj wnioski uzupełniając je zapisem równań przeprowadzonych reakcji w formie jonowej. Przyporządkuj probówkom oznaczonym A, B, C i D zidentyfikowany anion. 1. Przebieg doświadczenia schematyczne rysunki: 2. Obserwacje: AgNO 3 BaCl 2 FeSO 4 Roztwory zawierające identyfikowane aniony Probówka A Probówka B Probówka C Probówka D Wersja B Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 4

17 3. Sformułuj wnioski na podstawie obserwacji przyporządkuj probówkom oznaczonym A, B, C, D zidentyfikowany anion i uzasadnij to zapisem zachodzących reakcji w formie jonowej. Probówka A zawiera:..., bo Probówka B zawiera:..., bo Probówka C zawiera:..., bo Probówka D zawiera:..., bo Wersja B Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 5

18 BRUDNOPIS (zapisy w brudnopisie nie będą sprawdzane i punktowane) Wersja B Konkurs zdolny Ślązak Gimnazjalista 2009/2010, finał IX DKCh 6