do zadań na konkurs z chemii etapu wojewódzkiego w roku szkolnym 2012/2013

1 M O D E L O D P O W I E D Z I do zadań na konkurs z chemii etapu wojewódzkiego w roku szkolnym 2012/2013 Jeżeli uczeń podczas obliczeń stosował inną metodę, niż zaproponowano w modelu, a była ona zgodna z zasadami logicznego myślenia, uczeń uzyskiwał odpowiednio przydzielone punkty. Zadanie 1. [0-1 pkt] Uczniowie w gimnazjum na lekcji chemii badali właściwości elektryczne substancji chemicznych i mieszanin: wody destylowanej, roztworu wodorotlenku sodu, roztworu kwasu solnego, roztworu soli kamiennej, roztworu cukru oraz miedzi, używając sprzętu wg schematu: Po przeprowadzonym doświadczeniu uczniowie zapisali obserwacje w tabeli: Substancja / mieszanina Woda destylowana Roztwór wodorotlenku sodu Roztwór kwasu solnego Roztwór soli kamiennej Roztwór cukru Obserwacje Żarówka nie świeci się Żarówka świeci się Żarówka świeci się Żarówka świeci się Żarówka nie świeci się

2 Miedź Żarówka świeci się Spośród poniżej przedstawionych odpowiedzi A-G wybierz poprawny wniosek wstawiając X w miejsce kratki : A. Tylko miedź jest ciałem stałym, pozostałe to ciecze. B. Woda destylowana i miedź to substancje, a pozostałe to mieszaniny. C. Miedź najlepiej przewodzi prąd elektryczny. x D. Roztwory: wodorotlenku sodu, kwasu solnego, soli kamiennej i miedź przewodzą prąd elektryczny. E. Roztwór cukru i woda destylowana przewodzą prąd elektryczny. F. Miedź ma barwę rudawą, a pozostałe są bezbarwne. G. Roztwory: wodorotlenku sodu, kwasu solnego, soli kamiennej i cukru to mieszaniny jednorodne. Zadanie 2. [0-2 pkt.] Poniższe zdania stanowią obserwacje lub wnioski, jakie można sformułować przeprowadzając różne doświadczenia chemiczne. Spośród tych zdań wybierz te, które są wnioskami z doświadczeń, wstawiając X w miejsce kratki: A. Zapalone łuczywko w obecności pewnego gazu zgasło. B. Wydziela się gaz o zapachu zgniłych jaj. X C. Dwutlenek węgla tłumi ogień. X D. W reakcji spalania całkowitego alkanów powstaje dwutlenek węgla i woda. E. W reakcji strąceniowej powstał niebieski galaretowaty osad. X F. Etanol ma niższą temperaturę wrzenia niż woda. G. Woda bromowa odbarwiła się. H. Podczas spalania magnezu powstał biały proszek. I. Cukier szybciej rozpuścił się w herbacie gorącej niż zimnej. Zadanie 3. [0-2 pkt.] Poniższy schemat przedstawia przeprowadzone doświadczenie:

3 doświadczenia: w probówkach 1 i 4 nie zaobserwowano żadnych zmian, w probówkach 2 i 3 zaobserwowano, że substancje rozpuściły się w wodzie. Podczas Na podstawie obserwacji doświadczenia oceń prawdziwość zdań i wybierz literę P - jeśli zdanie jest prawdziwe lub F - jeśli zdanie jest fałszywe (wybraną literę zakreśl kółeczkiem): Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji niepolarnych Substancje o wiązaniach jonowych dobrze rozpuszczają się w wodzie P F Zadanie 4. [0-5 pkt.] Poniżej w tabeli przedstawiono zestawy różnych substancji. Każdy zestaw zawiera jedną substancję nie pasującą do pozostałych substancji oznaczoną literą A, B, C, D, E lub F. Do pustej tabeli wpisz literę substancji, która nie pasuje do pozostałych w zestawie oraz zapisz uzasadnienie, dla którego ją wybierasz: Zestaw A B C D E F 1 sód potas glin lit magnez bar 2 C 2 H 6 C 3 H 6 Br 2 C 10 H 22 C 2 H 2 Br 4 C 7 H 16 C 3 H 6 3 NaOH H 2 SO 4 K 3 PO 4 C 17 H 35 COOH HCOOH HCl 4 Cu(OH) 2 K 2 SO 4 Ca 3 (PO 4 ) 2 AgCl Pb(OH) 2 Fe 2 S 3 5 glicerol etanian metyloamina glicyna etan kwas

4 Tabela do uzupełnienia: Zestaw butylu Substancja, która nie pasuje Uzasadnienie palmitynowy 1 C Glin nie należy do metali aktywnych chemicznie lub glin nie reaguje z wodą 2 F Propen posiada wiązanie podwójne w łańcuchu węglowym, pozostałe związki posiadają tylko wiązania pojedyncze w łańcuchu węglowym 3 D Kwas stearynowy nie ulega dysocjacji lub kwas stearynowy nie rozpuszcza się w wodzie 4 B Siarczan (VI) potasu rozpuszczalny w wodzie 5 E Etan jest węglowodorem, pozostałe związki to pochodne węglowodorów Jeżeli uczeń zauważył, że inna niż proponowana w zestawie substancja nie pasuje i uzasadnił ten wybór prawidłowo z punktu widzenia chemicznego otrzymał punkt. Zadanie 5. [0-2 pkt.] Tlenek glinu występuje w kilku odmianach i z uwagi na to ma szerokie zastosowanie. Spośród poniżej przedstawionych różnych zastosowań wybierz właściwe dla tlenku glinu i wpisz X do pierwszej kolumny: X Odpowiedź Zastosowanie A Produkcja proszków do prania X B Produkcja materiałów szlifierskich C Stosowany do wytapiania szkła X D Produkcja materiałów ogniotrwałych X E Stosowany jako dodatek do past do zębów F Produkcja nawozów sztucznych X G Stosowany jako katalizator X H Stosowany do otrzymywania metalicznego glinu Zadanie 6. [0-3 pkt.] Oblicz, z ilu merów musi składać się makrocząsteczka polipropylenu, aby zawierała tyle atomów węgla co 200 cząsteczek kwasu stearynowego. Udziel poprawnej odpowiedzi. 1 mer = 1 cząsteczka propylenu

5 1 cząsteczka kwasu stearynowego (C 17 H 35 COOH) - 18 atomów węgla 200 cząsteczek kwasu stearynowego - X atomów węgla X atomów C = 3 600 atomów węgla 1 cząsteczka propylenu - 3 atomy węgla X cząsteczek propylenu (merów) - 3 600 atomów węgla X merów = 1 200 merów Odp.: Makrocząsteczka polipropylenu musi składać się z 1 200 merów, aby zawierała tyle atomów węgla, co 200 cząsteczek kwasu stearynowego. Zadanie 7. [0-5 pkt.] Do krystalizatora z wodą dodano kilka kropel wywaru z czerwonej kapusty. Następnie wrzucono niewielki kawałek potasu, który nakryto lejkiem z nałożoną nań probówką, co przedstawia schemat: Podczas doświadczenia zaobserwowano: a) gwałtowny przebieg reakcji b) pojawienie się płomienia c) ogrzanie się lejka d) stapianie się potasu e) wydzielanie się gazu Udziel odpowiedzi na pytania dotyczące opisanego doświadczenia: A. W jaki sposób dokonasz identyfikacji wydzielającego się gazu? Odp.: Po zdjęciu probówki z lejka należy przyłożyć jej wylot do płomienia sprawdzimy palność

6 tego gazu. B. Jaka właściwość gazu pozwala na zbieranie go w sposób przedstawiony na schemacie? Odp.: Gazem otrzymanym w tym doświadczeniu jest wodór, który to ma mniejszą gęstość od gęstości powietrza. C. Jaki typ reakcji zaszedł, biorąc pod uwagę energię tej reakcji? Odp.: Była to reakcja egzoenergetyczna (egzotermiczna) z wydzielaniem się energii do otoczenia. D. Jakie jony powstały w wyniku tej reakcji chemicznej? Odp.: W wyniku tej reakcji chemicznej powstały jony OH - i K +. E. O jaką obserwację można uzupełnić jeszcze opis objawów tej reakcji? Odp.: Wywar z czerwonej kapusty w wyniku reakcji chemicznej zabarwił się na kolor zielony. Zadanie 8. [0-2 pkt.] Gazami cieplarnianymi nazywa się te gazy, które mają zdolność do pochłaniania promieniowania podczerwonego emitowanego przez Ziemię. W ten sposób następuje naruszenie równowagi między energią cieplną dochodzącą do Ziemi i wypromieniowywaną z niej. Spośród poniżej wymienionych substancji wybierz gazy cieplarniane oznaczone literami, a następnie wpisz literę danej substancji w miejsce kropek przy odpowiedzi: A. SO 3 B. CO C. N 2 O 5 D. N 2 O E. CO 2 F. CFC freony G. C 2 H 6 H. O 2 I. CH 4 J. O 3 K. H 2 L. C 2 H 2 Odp.: Do gazów cieplarnianych zaliczamy: D, E, F, I, J.

7 Zadanie 9. [0-1 pkt] Gwałtowny rozwój cywilizacji i wzrost liczby ludności na świecie powoduje bardzo duże zanieczyszczenia środowiska naturalnego czego skutkiem jest: a. korozja metali i ich stopów (wiadukty, konstrukcje, słupy, szyny itd.) b. spowolnienie procesów fotosyntezy roślin uprawnych c. zamieranie roślin na skutek uszkodzenia aparatów szparkowych (głównie drzew iglastych) d. odpadanie tynków i niszczenie murów e. choroby oczu, np. katarakta f. nowotwory skóry, np. czerniak g. nawałnice deszczowe h. podnoszenie się poziomu wód w morzach i oceanach i. mutacje genetyczne j. topnienie lodowców k. zakwaszona gleba i woda l. śnięcie ryb na skutek zatykania skrzeli przez związki glinu m. niszczenie strefy włośnikowej korzeni przez związki glinu n. wysoki poziom promieniowania ultrafioletowego o. przesunięcie się stref klimatycznych na północ i południe w kierunku biegunów Ziemi p. wzrost temperatury na Ziemi Które z wymienionych skutków powodowane są efektem cieplarnianym (po analizie wybraną literę wstaw w miejsce kropek w odpowiedzi)? A. a, b, c, d, k, l, m B. b, e, f, i, n C. g, h, j, o, p D. h, j, p Odp.: Efekt cieplarniany przyczynia się do powstawania następujących skutków: C. Zadanie 10. [0-6 pkt.] Uczniowie na lekcji chemii przeprowadzali reakcję estryfikacji wykorzystując kwas masłowy i etanol. W efekcie uzyskali substancję o zapachu ananasów, co ich mile zaskoczyło. W zawiązku z powyższym wykonaj następujące polecenia: narysuj schemat doświadczenia z opisem, które uczniowie przeprowadzali, napisz na wzorach ogólnych równanie reakcji estryfikacji, podaj nazwę systematyczną substancji o charakterystycznym zapachu, którą otrzymali uczniowie, zapisz równanie reakcji na wzorach strukturalnych (kreskowych),

8 zaznacz elementy w równaniu, z których powstaje woda i oznacz grupę estrową, odpowiednio podpisując je. Schemat doświadczenia z opisem : probówka z C 3 H 7 COOH i C 2 H 5 OH w obecn. st. H 2 SO 4 łaźnia wodna C n H 2n+1 COOH + C n H 2n+1 OH st. H 2 SO 4 C n H 2n+1 COOC n H 2n+1 + H 2 O H H H O H H H H H O H H st. H 2 SO 4 H C C C C O H + H C C O H H O H + H C C C C O C C H H H H H H H H H H H + H 2 O grupa estrowa (wiązanie estrowe) Substancja, która powstała wskutek reakcji estryfikacji o zapachu ananasów to butanian etylu.

9 Zadanie 11. [0-1 pkt] Do estrów nie należy (poprawną odpowiedź zaznacz kółeczkiem): A. tristearynian gliceryny B. stearynian wapnia C. woski D. mrówczan metylu Zadanie 12. [0-1 pkt] W reakcji kwasu mrówkowego z tlenkiem baru powstaje mrówczan baru. Które z poniższych równań jest poprawnym zapisem takiego równania (poprawną odpowiedź zaznacz kółeczkiem)? A. 2HCOOH + BaO (HCOO) 2 Ba + H 2 B. 2HCOOH + BaO (HCOO) 2 Ba + H 2 O C. HCOOH + BaO HCOOBa + H 2 O D. 2HCOOH + BaO H 2 COOBa + H 2 O + CO 2 Zadanie 13. [0-4 pkt.] Do roztworu kwasu octowego, w którym na jeden jon octanowy przypada 20 cząsteczek wody, dolano roztworu wodorotlenku baru, w którym na jeden jon baru przypada 200 cząsteczek wody. Jakie jest stężenie procentowe powstałego roztworu soli, jeżeli kwas i zasada przereagowały całkowicie. Zapisz równanie reakcji, obliczenia i udziel prawidłowej odpowiedzi (wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku). 2CH 3 COOH + Ba(OH) 2 (CH 3 COO) 2 Ba + 2H 2 O Uwzględniając warunki zadania, mamy: 2CH 3 COOH + 40H 2 O + Ba(OH) 2 + 200 H 2 O (CH 3 COO) 2 Ba + 242 H 2 O masa roztworu: (CH 3 COO) 2 Ba + 242 H 2 O, czyli: 137g + 2(2 x 12g + 3 x 1g + 2 x 16g) + 242 x 18g = 4611g masa substancji: (CH 3 COO) 2 Ba, czyli: 137g + 2(2 x 12g + 3 x 1g + 2 x 16g) = 255g 255g x100% C% = 5,53% 4611g Odp. Stężenie procentowe powstałego roztworu soli wynosi ok. 5,53%. Zadanie 14. [0-2 pkt.] Szybki rozwój motoryzacji z końcem XX wieku spowodował ogromne zapotrzebowanie na benzynę pozyskiwaną drogą destylacji frakcyjnej. Taka sytuacja wymusiła na producentach opracowania innego

10 sposobu metody krakingu, pozwalającej na otrzymywanie benzyny syntetycznej z węglowodorów o długich łańcuchach węglowych. Wysoka temperatura i wysokie ciśnienie powodują rozerwanie wiązań węgiel-węgiel, w wyniku czego powstają różne produkty. Przykładem jest kraking oktadekanu: C 18 H 38 C 8 H 18 + 2C 2 H 4 + 2C 3 H 6 Powyższe równanie zapisz za pomocą wzorów strukturalnych oraz ustal liczbę wiązań węgiel-węgiel w cząsteczce oktadekanu, która uległa rozerwaniu. H H H H H H H H H H H H C (C) 16 C H H C (C) 6 C H + 2 C = C + 2 C = C C H H H H H H H H H H H Liczba rozerwanych wiązań węgiel-węgiel, to: 4. Zadanie 15. [0-3 pkt.] W dwóch probówkach masz substancje: w jednej etan, a w drugiej etyn, ale nie wiesz, który gaz jest w danej probówce. Twoje zadanie polega na zaproponowaniu 2 doświadczeń, za pomocą których zidentyfikujesz te substancje. Podaj jakich odczynników użyjesz, by odróżnić od siebie oba te gazy i zapisz obserwacje w obu zaproponowanych przez Ciebie doświadczeniach. Odczynniki lub właściwość gazu: woda bromowa [Br 2 (aq) ] i/lub roztwór KMnO 4 i/lub tlen - reakcja spalania (palność etanu i etynu) Obserwacje: woda bromowa [Br 2 (aq) ] odbarwienie roztworu w przypadku etynu, brak odbarwienia w przypadku etanu; roztwór KMnO 4 - odbarwienie roztworu w przypadku etynu, brak odbarwienia w przypadku etanu: tlen - reakcja spalania (palność etanu i etynu) - etan spala się niebieskim niekopcącym płomieniem, a etyn spala się żółtym kopcącym płomieniem. Zadanie 16. [0-1 pkt] Temperatury topnienia dla propanu i metanu wynoszą odpowiednio: ok. -188 o C i ok. -182 o C. Wskaż najbardziej prawdopodobną temperaturę topnienia etanu (zaznacz kółeczkiem prawidłową odpowiedź): A. 20 o C B. -100 o C C. -183 o C D. -193 o C.

11 Zadanie 17. [0-6 pkt.] Z jakimi kwasami kojarzą Ci się: A. staearyna: Odp.: kwas stearynowy i kwas palmitynowy B. jad pszczeli Odp.: kwas mrówkowy (metanowy) C. zalewa do grzybów marynowanych Odp.: kwas octowy (etanowy) D. zapach zjełczałego masła Odp.: kwas masłowy (butanowy) E. oliwa z oliwek Odp.: kwas oleinowy F. odrdzewiacz Odp.: kwas fosforowy (V) Zadanie 18. [0-6 pkt.] Poniżej w tabeli wpisz cel przeprowadzania danej reakcji chemicznej: L.p. Reakcja chemiczna Cel przeprowadzania 1. Reakcja ksantoproteinowa Wykrywanie białka 2. Spalanie acetylenu w palnikach tlenowoacetylenowych 3. Reakcja kwasu stearynowego z roztworem wodorotlenku sodu 4. Reakcja azotanu (V) ołowiu (II) z białkiem Otrzymywanie bardzo wysokich temperatur służących do cięcia i spawania metali Otrzymywanie mydła sodowego 5. Próba jodoskrobiowa Wykrywanie skrobi 6. Reakcja biuretowa Wykrywanie białka Badanie zachowania się białka pod wpływem soli metali ciężkich lub wykrywanie siarki Zadanie 19. [0-3 pkt.] Jeden kwas organiczny i dwa estry mają identyczny wzór sumaryczny C 3 H 6 O 2. Napisz wzory strukturalne tych związków chemicznych i podaj ich nazwy.

H H O H O H O H H H C C C O H H C C O C H H C O C C H H H H H H H 12 kwas propanowy (propionowy) octan metylu (etanian metylu) mrówczan etylu (metanian etylu) Zadanie 20. [0-1 pkt] Na zajęciach koła chemicznego uczniowie wykorzystywali w doświadczeniach następujące substancje chemiczne i produkty: a. amoniak b. glukozę c. skrobię d. metyloaminę e. glicynę f. kwas palmitynowy g. białko jaja kurzego h. kwas azotowy (V) i. sacharozę j. azotan (V) ołowiu (II) k. smalec l. mleko ł. mydło sodowe m. chudą szynkę w plastrach. Nauczyciel zadał uczniom polecenie, by zgrupowali te substancje pod kątem zawartości azotu w swoim składzie pierwiastkowym. Odpowiedzi uczniów zestawiono w tabeli poniżej: Uczeń I Uczeń II Uczeń III Uczeń IV Substancje i produkty zawierające azot b, c, f, h, i, j a, d, h, j a, d, e, g, h, j, l, m a, d, e, g, h, j, k, l, ł, m Który uczeń prawidłowo zgrupował substancje i produkty?

13 A. Uczeń I B. Uczeń II C. Uczeń III D. Uczeń IV Poniżej wpisz poprawną odpowiedź. Odp.: C Zadanie 21. [0-3 pkt] W paszy do skarmiania np. przeżuwaczy, zawarta jest skrobia i celuloza, które ulegają reakcjom hydrolizy w przewodzie pokarmowym, z czego w przypadku skrobi powstaje produkt pośredni. Zapisz za pomocą wzorów sumarycznych przebieg hydrolizy tych substancji chemicznych, podpisz substraty i produkty. enzymy enzymy (C 6 H 10 O 5 ) n (C 6 H 10 O 5 ) x n C 6 H 12 O6 skrobia H 2 O dekstryny H 2 O glukoza x < n enzymy (C 6 H 10 O 5 ) n n C 6 H 12 O6 celuloza H 2 O glukoza