VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015"

Marta Szczepańska
7 lat temu
Przeglądów:

1 II Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015 ETAP I r. Godz KOPKCh Uwaga! Masy molowe pierwiastków podano na końcu zestawu. Zadanie 1 1. Który z podanych zestawów zawiera wyłącznie bezwodniki kwasowe? a) SO 2, Fe 2 O, CO 2 b) SO 2, BaO, N 2 O 5 c) K 2 O, P 2 O 5, N 2 O 5 d) SO 2, P 2 O 5, BaO e) CO 2, P 2 O 5, N 2 O 5 2. Liczba masowa pewnego nuklidu wynosi 65, natomiast liczba elektronów w jego powłokach jest równa 0. Skład jądra atomu jest następujący: a) 1p n b) 0p 5n c) 29p 6n d) 5p 0n. Jaki jest skład izotopowy (%) miedzi posiadającej masę atomową 6,55 u, jeżeli w jej skład wchodzą nuklidy 6 Cu oraz 65 Cu? a) 50,2% 6 Cu oraz 49,8% 65 Cu Rozwiązanie b) 2,5% 6 Cu oraz 67,5% 65 Cu c) 45% 6 Cu oraz 55% 65 Cu d) 72,5% 6 Cu oraz 27,55% 65 Cu Masa atomowa miedzi (6,55 u) uwzględnia masy atomowe nuklidów tworzących ten pierwiastek. Jeżeli: -udział procentowy nuklidu 6 Cu w pierwiastku, wówczas: 6 + (100-) 65=100 6,55, stąd =72,5% ( 6 Cu) i 27,5% 65 Cu. 4. Zmiana entalpii reakcji w układzie zamkniętym jest ciepłem reakcji (ΔH = Q), jeżeli proces zachodzi: a) w stałej temperaturze b) przy stałej objętości c) pod stałym ciśnieniem d) w warunkach równowagi 5. Płytkę Cu o masie 15 g zanurzono do roztworu AgNO. Po reakcji masa płytki wzrosła o 0,15 g. Masa Cu, która przeszła do roztworu wynosi: a) 0,06 g Rozwiązanie b) 1,54 g c) 2,409 g d) 0,679 g Cu + 2Ag + = Cu Ag Dla reakcji 1 mola Cu przyrost masy płytki wynosi: Δm = 2 107,87 g (Ag) 6,55 g (Cu) = 152, 19 g Dla Δm = 0,15 g, masa Cu = 0,06 g. 6. W siarczku wapnia stosunek masowy wapnia do siarki wynosi 5:4. Ile gramów wapnia, oraz ile gramów siarki zawierała mieszanina jeżeli po jej ogrzaniu otrzymano 5,49 g CaS? a),05 g Ca i 2,44 g S Rozwiązanie b) 1,49 g Ca i 4,00 g S c) 6,10 g Ca i 4,88 g S d) 2,44 g Ca i,05 g S Stosunek masy pierwiastków w CaS wskazuje, że 5 g Ca 4 g S 9 g CaS y 5,49 g CaS =,05 g Ca; y = 2,44 g S (lub m S = 5,44 g m Ca ). 1

2 7. Stężenie molowe wodnego roztworu słabego kwasu HA o stałej dysocjacji równej 10-5 i ph równym wynosi: a) 1 Rozwiązanie b) 0,1 c) 0,01 d) 0,001 HA H + + A - ph = ==> [H + ] = mol dm - K a = = [H + ] [A - ] [HA] -1 = ( ) 2 (c ) c 0 = 0,1 mol dm - 8. Konfigurację elektronową pierwiastka X można zapisać: 1s 2 2s 2 2p. Pierwiastek o podobnych właściwościach będzie miał konfigurację: a) 1s 2 2s 2 2p 4 b) 1s 2 2s 2 2p 6 s 1 c) 1s 2 2s 2 2p 6 s 2 p d) 1s 2 2s 2 2p 2 9. Wskaż zbiór pierwiastków posiadających odmiany alotropowe: a) wapń, tlen, siarka, sód b) tlen, siarka, wapń, fosfor c) węgiel, tlen, beryl, siarka d) siarka, węgiel, tlen, fosfor 10. Metaliczna miedź wrzucona do rozcieńczonego kwasu azotowego(): a) nie reaguje, bo miedź jest mało aktywna b) roztwarza się z wydzieleniem wodoru c) roztwarza się z wydzieleniem tlenku azotu(ii) d) roztwarza się z wydzieleniem tlenku azotu(i) 11. W celu otrzymania jonów chromianowych(i) do roztworu dichromianu(i) należy dodać: a) reduktor b) utleniacz c) zasadę d) kwas 12. 0,1 mola wodorotlenku sodu rozpuszczono w 12 molach wody. Stężenie procentowe otrzymanego roztworu wynosi: a) 1,95% Rozwiązanie b) 0,8% c) 1,82% d) 18,18% m NaOH = 0,1 mol 40,01 g mol -1 = 4,00 g m H2O = 12 mol 18,02 g mol -1 = 216,24 g c p = 4,00(216,24 + 4,00) % = 1,82% Łącznie zadanie 1: 1 2

3 Zadanie 2 Stała równowagi reakcji C O 2 CO 2 w temperaturze 1750 K wynosi 0,. Obliczyć stężenie molowe CO 2 i O 2 w stanie równowagi, jeżeli do zamkniętego reaktora o objętości 20 dm wprowadzono 10 moli tlenu i 20 moli węgla. Przykładowe rozwiązanie Zgodnie z równaniem reakcji : C (s) O 2(g) CO 2(g) stała równowagi opisana jest równaniem: [CO ] K 2 c [O2] Z równania stechiometrycznego wynika, że 1 mol C reaguje z 1 molem O 2 i powstaje 1 mol CO 2. Liczba moli reagentów w układzie wynosi: C (s) O 2(g) CO 2(g) Liczba moli początkowa Liczba moli które przereagowały Liczba moli w stanie równowagi Stężenia molowe reagentów w stanie równowagi wynoszą: 10 [CO 2 ], [O 2 ] Podstawiając do równania na stałą równowagi otrzymuje się: [CO2 ] K c 0, [O ] oraz: 0,, stąd 2, mol CO 2 10 Stężenia równowagowe szukanych reagentów wynoszą: 2, mol [CO2 ] 0,115 mol dm 20 dm 10 (10 2,) mol [O2] dm 20 dm - 0,85 mol Łącznie zadanie 2: 10 pkt Zadanie A. Na mieszaninę tlenków MgO i BaO o łącznej masie 9,68 g podziałano kwasem azotowym(). Do całkowitego rozpuszczenia tlenków zużyto 100 cm kwasu o stężeniu 2 mol dm -. Obliczyć procentową zawartość tlenków w mieszaninie. B. Poniżej podano kilka informacji na temat pierwiastka E i jego związku z wodorem. (i). Jednowartościowy pierwiastek E tworzy z wodorem związek o budowie jonowej, trwały do 720 K. (ii). Podczas elektrolizy stopionego wodorku na anodzie wydziela się wodór.

4 (iii). W wyniku energicznej reakcji próbki wodorku o masie 0,795 g ze 100 cm wody wydziela się 2240 cm wodoru odmierzonego w warunkach normalnych, a roztwór poreakcyjny zabarwia się pod wpływem fenoloftaleiny na malinowo. Polecenia: a) Zapisz cząsteczkowe równanie reakcji wodorku pierwiastka E z wodą, a następnie na podstawie obliczeń ustal jego masę molową oraz wiedząc, że szukany pierwiastek E jest w zbiorze: węgiel, ołów, mangan, lit, chlor, krzem, podaj jego nazwę i symbol. b) Oblicz stężenie procentowe roztworu poreakcyjnego zawierającego produkt reakcji wodorku pierwiastka E z wodą. c) Ile cm 1-molowego HCl potrzeba na zobojętnienie roztworu poreakcyjnego? d) Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących podczas elektrolizy stopionego wodorku. e) Oblicz, ile sekund powinna trwać elektroliza stopionego wodorku prądem o natężeniu 5A aby otrzymać 1 g pierwiastka E. W obliczeniach przyjąć wartość stałej Faradaya równą C mol -1. Przykładowe rozwiązanie ad. A) MgO + 2HNO = Mg(NO ) H 2 O reakcja (1) BaO + 2HNO = Ba(NO ) H 2 O reakcja (2) Masa tlenków i liczba moli zużytego HNO : m MgO + m Bao = 9,68 g n HNO= 0,1 dm 2 mol dm - = 0,2 mol Oznaczając przez: - masę MgO w mieszaninie, (9,68 ) - masę BaO w mieszaninie, n 1 - ilość moli HNO na rozpuszczenie MgO zgodnie z reakcją (1), n 2 - ilość moli HNO na rozpuszczenie BaO zgodnie z reakcją (2) 0,5 pkt 0,5 pkt otrzymujemy zależność: n 1 + n 2 = 0,2 mol (równanie ) na podstawie reakcji (1) 40,1 g MgO 2 mol HNO g n 1 n 1 = 2/40,1 na podstawie reakcji (2) 15, g BaO 2 mol HNO (9,68 ) g n 2 n 2 = 2(9,68 )/15, Uwzględniając wyrażenia na n 1 i n 2, równanie () przyjmie postać: 2/40,1 + 2 (9,68 )/15, = 0,2 skąd: = m MgO = 2,02 g, oraz m BaO = 9,68 2,02 = 7,66 g Procentowa zawartość tlenków w mieszaninie wynosi odpowiednio: % MgO = (2,02/9,68)100% = 20,8%, % BaO = (100% 20,8%) = 79,17%. 4

5 ad. B) ad. a. Symbol i nazwa pierwiastka Równanie reakcji wodorku pierwiastka E z wodą: Z równania reakcji (1): EH + H 2 O EOH + H 2 (1) 1 mol EH m g EH 1 mol EOH 22,4 dm H 2 (2 g) 0,795 g n EOH 2,24 dm H 2 (0,2 g) m EH = 7,95 g => M EH = 7,95 g mol -1 M EH = M E + M H = 7,95 g mol -1, stąd M E = 6,94 g mol -1 => Lit (Li) pkt ad. b. Stężenie procentowe roztworu poreakcyjnego (roztwór wodorku litu) Liczba moli i masa wodorotlenku litu n LiOH = 0,1 mol (M LiOH = 2,95 g mol -1 ) m LiOH = n LiOH M LiOH = 0,1 mol 2,95 g mol -1 = 2,95 g Masa roztworu i stężenie procentowe LiOH: m r = m wody + m EH m H2 m r = ( ,795 0,2) g = 100,595 g c p = (2,95 : 100,595) 100% = 2,8% ad. c. Objętość roztworu HCl zużyta na zobojętnienie roztworu poreakcyjnego HCl + LiOH LiCl + H 2 O (2) n HCl = n LiOH = 0,1 mol c m = n/, => = n / c m = 100 cm roztworu HCl ad. d. Równania reakcji elektrodowych LiH T Li + + H - () Katoda, (-) 2Li + + 2e 2Li, Anoda, (+) 2H 2e H 2 ad. e. Czas trwania elektrolizy stopionego wodorku m = k I t = (M/z F) I t => t = m z F M -1 I -1 Dla: m = 1 g, M Li = 6,94 g mol -1, z = 1 (ładunek jonu), F = C mol -1, I = 5 A, czas trwania elektrolizy wynosi: t = 2781 s Łącznie zadanie : 28 pkt Masy molowe (g mol -1 ): H - 1,01; O - 16,00; Na - 2,00; Cu 6,55; Ag 107,87; MgO - 40,1; BaO - 15,; HNO - 6,02. 5

Podobne dokumenty

XI Ogólnopolski Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2018/2019. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (10 pkt)

XI Ogólnopolski Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2018/2019 ETAP I 9.11.2018 r. Godz. 10.00-12.00 Uwaga! Masy molowe pierwiastków podano na końcu zestawu. KOPKCh 27 Zadanie 1 (10 pkt) 1. W atomie glinu ( 1Al)