K L U C Z 1 O D P O W I E D Z I do zadań na konkurs z chemii etapu szkolnego w roku szkolnym 2011/2012 Nr zad. pkt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 SUMA pkt. % KONKURS Z CHEMII dla uczniów gimnazjów województwa warmińsko-mazurskiego w roku szkolnym 2011/2012 E L I M I N A C J E S Z K O L N E CZAS TRWANIA 60 MINUT W zadaniach na obliczenia zaliczamy na korzyść ucznia również każdą inną metodę jaką uczeń zaproponuje zgodną z zasadami logicznego myślenia. Zadanie 1. (5 pkt) Na lekcji chemii uczniowie przeprowadzali doświadczenia z otrzymywania kwasów tlenowych. Zosia i Ania miały otrzymać kwas fosforowy (V). Spaliły wcześniej fosfor otrzymując 284 g tlenku fosforu (V). Wiedząc, że stosunek masowy fosforu do tlenu w tym tlenku (skład rzeczywisty) wynosi 31:40, oblicz ile gramów fosforu i ile gramów tlenu zawarte jest w otrzymanym gazie? Udziel poprawnej odpowiedzi. Zapisz wszystkie równania reakcji chemicznych wynikających z pracy doświadczalnej Zosi i Ani. Układ równań z obliczeniami: x+y = 284 g x = 31 y 40 x+y = 284 g x x 40 = y x 31 x+y = 284 g 40x = 31y // 31
2 x+y = 284 g 40x = y 31 x + 40x = 284 g / 31 31 40x = y 31 31x + 40x = 8804 g 40x 31 = y 71x = 8804 g // 71 40x 31 = y x = 124 g 40 x 124g = y 31 x = 124g y = 160g Odp.: W 284 g tlenku fosforu (V) zawarte jest 124 g fosforu i 160 g tlenu. Równania reakcji chemicznych: P 4 + 5O 2 P 4 O 10 P 4 O 10 + 6H 2 O 4H 3 PO 4 lub P 2 O 5 + 3H 2 O 2H 3 PO 4 - za prawidłową metodę 1 pkt - za bezbłędne obliczenia 1 pkt - za udzielenie poprawnej odpowiedzi 1 pkt - za prawidłowo napisane równanie spalania fosforu 1 pkt - za prawidłowo napisanie równanie reakcji chemicznej tlenku fosforu (V) z wodą 1 pkt Zadanie 2. (2 pkt) W poniższym zdaniu w miejsce kropek wstaw odpowiedni wyraz: rośnie/maleje; wzrostem/spadkiem.
3 Ogrzewanie wody w przedziale temperatur od 0-4 O C powoduje, że objętość wody maleje, powyżej tego zakresu objętość rośnie wraz ze wzrostem temperatury. - za prawidłową jedną odpowiedź 0 pkt - za prawidłowe dwie odpowiedzi 1 pkt - za prawidłowe trzy odpowiedzi 2 pkt Zadanie 3. (2 pkt) W wykropkowane miejsca wpisz znaczenie pojęć: sól fizjologiczna to 0,9-procentowy roztwór chlorku sodu o ph = 7,2 używany w medycynie do uzupełniania płynów ustrojowych oraz w kosmetyce. pierwiastki biogenne to pierwiastki wchodzące w skład budowy soli i innych związków, które są niezbędne do budowy i prawidłowego funkcjonowania organizmów. - za każde pojęcie poprawnie wytlumaczone 1 pkt Zadanie 4. (1 pkt) Jak wytłumaczysz stwierdzenie, że ta sama masa wody w stanie stałym ma większą objętość niż w stanie ciekłym? Odp. - Przyczyną tego zjawiska jest luźna struktura lodu, w której występują duże puste przestrzenie między drobinami. W stałym lodzie drobiny są dalej oddalone od siebie niż w wodzie w stanie ciekłym. - za poprawną odpowiedź 1 pkt Zadanie 5. (4 pkt) Obok poniższych zdań w miejsce kropek wstaw P, jeśli zdanie jest prawdziwe lub F, jeśli zdanie jest fałszywe. a) W wodzie występuje elektrostatyczne przyciąganie pomiędzy atomem wodoru jednej cząsteczki wody a atomem tlenu innej cząsteczki wody. - P b) Wiązania wodorowe tworzą się pomiędzy dwoma atomami wodoru dwóch różnych cząsteczek wody. - F c) Przy stałym ciśnieniu wynoszącym 1013 hpa, w obu przypadkach, tlen w temperaturze: 250 o C jest ciałem stałym, a w temperaturze : - 100 o C jest gazem. - P d) Mogą istnieć atomy różnych pierwiastków o tej samej liczbie masowej. - P - za poprawnie zaznaczoną każdą odpowiedź 1 pkt
Zadanie 6. (2 pkt) 4 Ile cząsteczek azotu i tlenku węgla (IV) znalazłoby się w tej samej objętości w tych samych warunkach, wiedząc, że w pewnej objętości znajduje się 10 13 cząsteczek tlenu. Podaj uzasadnienie swojej odpowiedzi. Odp.: Tyle samo. Uzasadnienie: W ustalonych warunkach w danej objętości znajduje się zawsze taka sama liczba atomów lub cząsteczek gazu. - za udzielenie poprawnej odpowiedzi co się tyczy ilości cząsteczek 1 pkt - za podanie poprawnego uzasadnienia 1 pkt UWAGA! Na prośbę nauczycieli wyłączam zadanie 6 z konkursu. Zadanie 7. (6 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczania się substancji w wodzie ustal, w których probówkach poniżej zajdą reakcje strącania osadów. Zapisz ich równania w formie jonowej skróconej. ZESTAW A kolejno do poniższych probówek dodano roztworu wodorotlenku potasu: 1. probówka z azotanem (V) srebra 2. probówka z chlorkiem żelaza (III) 3. probówka z węglanem sodu 4. probówka z siarczkiem sodu 5. probówka z chlorkiem baru ZESTAW B kolejno do poniższych probówek dodano roztworu kwasu fosforowego (V): I. probówka z fosforanem (V) sodu II. probówka z azotanem (V) ołowiu (II) III. probówka z chlorkiem magnezu IV. probówka z azotanem (V) glinu V. probówka z siarczanem (VI) potasu Reakcje strąceniowe zajdą: ZESTAW A: w probówkach nr: 1, 2 ZESTAW B: w probówkach nr: 2, 3, 4 Równania jonowe skrócone: Ag + + OH - AgOH Fe 3+ + 3OH - Fe(OH) 3 3Pb 2+ + 2PO 4 3- Pb 3 (PO 4 ) 2 3Mg 2+ + 2PO 4 3- Mg 3 (PO 4 ) 2 Al 3+ + PO 4 3- AlPO 4 - za wskazanie 5 probówek, w których zajdą reakcje strąceniowe 1pkt
5 - jeżeli uczeń nie wymieni wszystkich probówek, bądź wypisze wszystkie, które powinien wypisać i nadto jeszcze co najmniej jedną błędną wówczas odpowiedzi nie zaliczamy 0 pkt - za każde poprawnie napisane równanie 1 pkt Zadanie 8. (4 pkt) Pierwiastek ten został odkryty przez Marię Skłodowską-Curie i jej męża Piotra Curie. Pierwiastek ten posiada trzy izotopy. Najważniejsze jego związki to sole, które były używane w terapii nowotworowej i do produkcji farb luminescencyjnych. W tych ostatnich stwierdzono występowanie dwóch izotopów tego pierwiastka, którego liczba atomowa wynosi 88, po czym wyznaczono ich zawartość procentową. Izotop o liczbie masowej 228 stanowił 64% (mezotor I), natomiast resztę stanowił izotop lżejszy, posiadający o 5 neutronów mniej (aktyn X). Oblicz średnią masę atomową dla tego pierwiastka oraz podaj jego nazwę i uzupełnij dane w tabeli poniżej. Średnia masa atomowa = 228u x 64% + 223u x 36% = 226,2u Pierwiastkiem tym jest rad. Aktyn X Mezotor I Liczba atomowa 88 88 Liczba masowa 223 228 Zawartość procentowa w próbce 36 64 Liczba protonów w jądrze 88 88 Liczba neutronów w jądrze 135 140 Liczba elektronów 88 88 Liczba elektronów walencyjnych 2 2 Liczba nukleonów 223 228 - za obliczenie i podanie prawidłowego wyniku średniej masy atomowej 1 pkt - za podanie poprawnej nazwy pierwiastka 1 pkt - za poprawne wypełnienie tabeli dla aktynu X 1 pkt - za poprawne wypełnienie tabeli dla mezotoru I 1 pkt Zadanie 9. (3 pkt) Masz do dyspozycji dwa różne roztwory wodorotlenku sodu: 68% i 37%. Oblicz, po ile gramów każdego z tych roztworów należy użyć, aby otrzymać 800 g 45% roztworu wodorotlenku sodu? Dane: Szukane: Cp 1 = 68% m 1 =?
6 Cp 2 = 37% m 2 =? Cp 3 = 45% m 3 = 800 g Rozwiązanie: 68 x = 45-37 = 8 45 37 y = 68-45 = 23 Łączna liczba jednostek masowych w schemacie krzyżowym: 8 + 23 = 31 Obliczenia z proporcji lub z układu równań. Na 31 g roztw. 45% potrzeba 8 g roztw. 68% Na 800 g roztw. 45% potrzeba x roztw. 68% x = 800 g x 8 g 31 g = 206,5 g Zatem liczba gramów roztworu 37%: 800 g - 206,5 g = 593,5 g Odp.: Należy zmieszać 206,5 g roztworu 68% i 593,5 g roztworu 37%, aby otrzymać 800 g roztworu 45%. - za poprawne obliczenie jednostek masowych w schemacie krzyżowym 1 pkt - za obliczenie masy obu roztworów 1 pkt - za poprawną odpowiedź 1 pkt Zadanie 10. (5 pkt) Mając do dyspozycji pierwiastek o liczbie atomowej 12 zaproponuj doświadczenie wykazujące, że tlenek węgla (IV) jest związkiem chemicznym. Narysuj schemat doświadczenia, opisz je, zapisz obserwacje i równanie reakcji oraz określ jaki to typ reakcji chemicznej. Odpowiedź uzasadnij. Schemat doświadczenia z opisem:
7 Obserwacje: Na łyżeczce do spalań pojawia się biały proszek po spaleniu magnezu. Na ściankach kolby pojawia się czarny pył. Równanie reakcji chemicznej: CO 2 + 2Mg 2MgO + C Typ reakcji chemicznej: jest to reakcja wymiany pojedynczej Uzasadnienie: Jest to reakcja wymiany, ponieważ magnez spalając się wypiera węgiel z tlenku węgla (IV) i łączy się z nim tworząc tlenek magnezu oraz węgiel. - za narysowanie poprawnego schematu z opisem 1 pkt - za zapis poprawnych obserwacji 1 pkt - za poprawny zapis równania reakcji chemicznej 1 pkt - za wpisanie poprawnego typu reakcji 1 pkt - za poprawne uzasadnienie 1 pkt Zadanie 11. (5 pkt) Cynk gwałtownie reaguje z kwasem solnym. Zapisz równanie reakcji tych substancji ze sobą w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej. Jaki wniosek wyciągniesz analizując zapisane równanie? Podpisz produkty reakcji. Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 chlorek + wodór cynku zapis cząsteczkowy
8 Zn + 2H + + 2Cl - Zn 2+ + 2Cl - + H 2 Zn + 2H + Zn 2+ + H 2 zapis jonowy zapis jonowy skrócony Wniosek: reakcja metalu z kwasem zachodzi między atomami metalu (Zn) a jonami H +. - za poprawne napisanie równania reakcji w formie cząsteczkowej 1 pkt - za poprawne napisanie równania reakcji w formie jonowej 1 pkt - za poprawne napisanie równania reakcji w formie jonowej skróconej 1 pkt - za poprawne podpisanie obu produktów reakcji 1 pkt - za poprawnie napisany wniosek 1 pkt Zadanie 12. (3 pkt) Odpowiednim jonom zapisanym w tabeli przyporządkuj odpowiadającą im liczbę powłok elektronowych, na których znajdują się elektrony w stanie podstawowym, wpisując w odpowiednie miejsce znak X? A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 4 L.p. Jony Liczba powłok elektronowych 1 K + A B C DX E 2 Ca 2+ A B C DX E 3 S 2- A B C DX E 4 S 6+ A B CX D E 5 H + AX B C D E 6 F - A B CX D E - za poprawne zaznaczenie 4 odpowiedzi 1 pkt - za poprawne zaznaczenie 5 odpowiedzi 2 pkt. - za poprawne zaznaczenie 6 odpowiedzi 3 pkt.
9 Zadanie 13. (1 pkt) Dlaczego chlorowodór i tlenek siarki (IV) dużo lepiej rozpuszczają się w wodzie niż tlenek węgla (IV), czy tlen. Odp.: Chlorowodór i tlenek siarki (IV) dużo lepiej rozpuszczają się w wodzie niż tlenek węgla (IV) i tlen, ponieważ chlorowodór i tlenek siarki (IV) reagują z wodą, zachodzi dysocjacja tych produktów w wodzie. Jony powstałe w wyniku dysocjacji są blokowane przez cząsteczki wody (więcej cząsteczek pozostaje w wodzie), dlatego rozpuszczalność jest wyższa. - za udzielenie poprawnej odpowiedzi 1 pkt Zadanie 14. (3 pkt) Odpowiednim związkom chemicznym zapisanych w tabeli przyporządkuj odpowiadającą/ce im właściwości, wpisując w odpowiednie miejsce znak X? A. żrący B. higroskopijny C. powoduje oparzenia skóry D. zapach zgniłych jaj E. zwęgla substancje pochodzenia organicznego F. niszczy białko G. barwi białko na kolor żółty H. nierozpuszczalny w wodzie L.p. Związek chemiczny Właściwości 1 HNO 3 AX B CX D E FX GX H 2 NaOH AX BX CX D E FX G H 3 H 2 SO 4 AX BX CX D EX FX G H 4 CaCO 3 A B C D E F G HX 5 H 2 S A B C DX E F G H - za prawidłowe przypisanie 5-8 właściwości różnym substancjom 1 pkt - za prawidłowe przypisanie 9 13 właściwości różnym substancjom 2 pkt - za prawidłowe przypisanie 14-15 właściwości różnym substancjom 3 pkt Uwaga: Jeżeli uczeń zaznaczy wszystkie właściwości wg klucza przy jednej substancji i jednocześnie zaznaczy jeszcze inną właściwość błędną, wówczas odpowiedzi nie uznajemy.
10 Zadanie 15. (3 pkt) Przedstaw na modelach elektronowo mechanizm powstawania wiązania jonowego w chlorku glinu. Przedstaw konfigurację elektronową tych pierwiastków przed reakcją chemiczną i po reakcji chemicznej (z uwzględnieniem wszystkich atomów i jonów). Mechanizm: - za poprawnie przedstawiony mechanizm 1 pkt - za poprawnie przedstawioną konfigurację elektronową atomów 1 pkt - za poprawnie przedstawioną konfigurację elektronową jonów 1 pkt UWAGA! Wkradł się błąd w druku w arkuszu dla ucznia: miał być podany związek chemiczny - chlorek glinu. Jeżeli uczeń podał swój przykład i opisał wg polecenia, wóczas można to uczniowi zaliczyć. Jeżeli uczeń nie rozwiązywał tego zadania, bo nie zrozumiał jego treści, wówczas proszę do podstawy naliczania punktów, to zadanie odjąć i wyliczyć
procent od tej podstawy. 11 Zadanie 16. (3 pkt) Uczniowie na lekcji chemii przeprowadzali analizę pod kątem obecności anionów wodorotlenkowych i kationów wodorowych produktów spożywczych, kosmetyków i środków czystości przedstawionych poniżej: A mleko, B płyn do prania, C odkamieniacz, D mydło, E ocet, F płyn do mycia naczyń. Wyniki analizy wykazały następujące wartości ph: a 2,0 b 3,0 c 5,5 d 6,8 e 9,0 f 10,5. Przyporządkuj odpowiedniemu produktowi wartość ph wpisując do tabeli odpowiednie symbole. Produkt A B C D E F Wartość ph d f b c a e - za poprawne wpisanie 1 lub 2 odpowiedzi 0 pkt - za poprawne wpisanie 3 lub 4 odpowiedzi 1 pkt - za poprawne wpisanie 5 odpowiedzi 2 pkt - za poprawne wpisanie 6 odpowiedzi 3 pkt UWAGA!
12 Mam zgłoszenia nauczycieli nt. ph mydła. Ja wsparłem się na Ciekawej chemii WSiP, cz. 2, str. 96. Jezeli ktoś z Państwa pracuje na innym wydawnictwie i uczeń miał podaną inną informację, to proszę uczniowi to uznać.