Wojewódzki Konkurs Wiedzy Chemicznej dla uczniów klas maturalnych organizowany przez ZDCh UJ Etap I, 12.12.2015 - zadania Zadanie I. [16 punktów] W zadaniach od 1 5 jedna odpowiedź jest poprawna. Zad. 1. Który zapis przedstawia konfigurację elektronową jonu Cu +? A. [Ar]4d 10 B. [Ar]4s 1 3d 10 C. [Ar]4s 1 3d 9 D. [Ar]3d 10 Zad.2. Siarczan(VI) magnezu tworzy kilka hydratów. Najbardziej popularnym hydratem tej soli jest tzw. sól gorzka, w której stosunek masowy czystej soli do wody wynosi 20 : 21. Sól ta ma różnorodne zastosowania, miedzy innymi jako odżywka dla roślin w przypadku brązowienia np. iglaków lub trawników. Przygotowano 1 kg roztworu wodnego soli gorzkiej używając 40 g hydratu. Stężenie procentowe MgSO 4 w tym roztworze wynosi: A. 1,95% B. 4% C. 19,51% D. 40% Zad. 3. Azot i tlen to główne składniki powietrza. Trzecim pod względem ilości, zajmującym około 0,9% objętościowych jest: A. tlenek węgla(iv) B. para wodna C. argon D. wodór Zad. 4. Zaznacz poprawną odpowiedź stanowiącą interpretację poniższego zapisu reakcji według teorii Brönsteda: O 2 + H 2 O OH + OH A. Cząsteczka wody pełni funkcję zasady C. Cząsteczka wody pełni funkcję i kwasu i zasady B. Cząsteczka wody pełni funkcję kwasu D. Na podstawie powyższego równania nie można określić roli wody Zad. 5. Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem; W której probówce reakcja zajdzie najszybciej, zakładając że użyto te same masy metalu, objętości kwasu i reakcje prowadzono w tej samej temperaturze: A. I B. II C. III D. IV W zadaniach nr 6 10 jedna, dwie, trzy lub wszystkie odpowiedzi mogą być poprawne. Zad. 6. Wiązania wodorowe mogą występować pomiędzy cząsteczkami: A. NH 3 B. C 2 H 5 OH C. CH 4 D. HF Zad. 7. Wybierz odpowiedź/odpowiedzi w której/których przedstawiono prawidłowy zapis konfiguracji elektronów walencyjnych atomu krzemu w systemie klatkowym: A. C. 3s 3p 3s 3p B. D. 3s 3p 3s 3p Zad. 8. Wzrost wydajności procesu opisanego równaniem reakcji: 2C (s) + O 2(g) 2CO (g) H 0 = -394 kj/mol można osiągnąć poprzez:
ponieważ ponieważ ponieważ A. obniżenie temperatury układu C. wprowadzenie do układu dodatkowej ilości tlenu cząsteczkowego, B. podniesienie ciśnienia panującego w układzie D. zmniejszenie objętości układu reakcyjnego. Zad. 9. W obecności reduktora roztwór manganianu(vii) potasu o barwie fioletowej A. w środowisku zasadowym ulega redukcji do tlenku manganu(vi) o barwie zielonej; B. w środowisku obojętnym ulega redukcji do odpowiedniej soli manganu(ii) o barwie bladoróżowej; C. w środowisku kwasowym ulega redukcji do tlenku manganu(iv) o barwie brunatnej; D. w środowisku zasadowym ulega redukcji do manganianu(vi) potasu tworząc roztwór barwy zielonej. Zad. 10. Na szalce Petriego położono kawałek folii aluminiowej, wsypano kilka granulek wodorotlenku potasu oraz wprowadzono kilka kropli wody. Po chwili zauważono, że: A. wydziela się palny gaz. C. folia aluminiowa zanika. B. wydziela się gaz. D. brak objawów reakcji. W zadaniach 11-13 wybierz prawidłową odpowiedź A, B, C lub D oraz jej uzasadnienie Zad.11. Kwas bromowodorowy jest kwasem: A. słabszym od kwasu chlorowodorowego a mocniejszym od kwasu jodowodorowego B. mocniejszym od kwasu fluorowodorowego i chlorowodorowego a słabszym od kwasu jodowodorowego C. mocniejszym od kwasu jodowodorowego a słabszym od kwasu chlorowodorowego i fluorowodorowego D. mocniejszym od kwasu chlorowodorowego i jodowodorowego a słabszym od kwasu fluorowodorowego I. aktywność fluorowców rośnie ze wzrostem ich liczby atomowej. II. III. IV. moc kwasów beztlenowych rośnie ze wzrostem promienia atomowego niemetalu związanego z atomem wodoru. aktywność fluorowców maleje ze wzrostem ich liczby atomowej. moc kwasów beztlenowych rośnie ze wzrostem elektroujemności niemetalu związanego z atomem wodoru. Zad. 12. Po rozpuszczeniu w wodzie chlorku amonu otrzymano bezbarwny roztwór, którego odczyn jest: A. kwasowy I. nie jest znana wartość ph roztworu. B. zasadowy II. zanurzony w roztworze uniwersalny papierek wskaźnikowy zmienia barwę na czerwoną. C. obojętny III. anion pochodzący z dysocjacji elektrolitycznej tej soli ulega hydrolizie. D. nie można określić IV. kation pochodzący z dysocjacji elektrolitycznej tej soli ulega odczynu hydrolizie. Zad.13. Chcąc zbadać różnice w aktywności magnezu i miedzi uczeń przygotował dwie zlewki z gorącą wodą i kroplą alkoholowego roztworu fenoloftaleiny. Następnie wrzucił do nich próbki metalu o tej samej masie, do zlewki 1. magnez a do 2. miedź. Uczeń zauważył, że: A. w obu zlewkach wydziela się gaz B. w obu zlewkach pojawiła się malinowa barwa roztworu C. tylko w zlewce nr 1 pojawiła się malinowa barwa, a w zlewce nr 2 nie zaobserwowano żadnych zmian D. w zlewce nr 1 pojawiła się malinowa barwa roztworu, a w zlewce nr 2 niebieska I. oba metale reagują z ciepła wodą w tych warunkach, ale tylko magnez utworzył mocną zasadę. II. oba metale utworzyły w reakcji z wodą zasady. III. IV. tylko magnez reaguje w tych warunkach z wodą. oba metale reagują z wodą w tych warunkach, ale żaden z nich nie utworzył mocnej zasady.
Zadanie II. [10 punktów] Płytkę aluminiową o masie 20 g zanurzono w 200 cm 3 roztworu azotanu(v) miedzi(ii) o stężeniu 1 mol/dm 3. Po pewnym czasie płytkę wyjęto, osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa płytki wynosi 22 gramy. 1. Zapisz dwie obserwacje jakie można poczynić w trakcie przeprowadzania powyższego doświadczenia.. 2. Oblicz stężenie molowe roztworu azotanu(v) miedzi(ii) po reakcji. Wynik podaj w zaokrągleniu do trzech miejsc po przecinku. W obliczeniach przyjmij że objętość roztworu po reakcji nie uległa zmianie. 3. Azotan(V) miedzi(ii) można otrzymać np. w reakcji miedzi z rozcieńczonym roztworem kwasu azotowego(v). Zapisz równanie tej reakcji i uzgodnij je metodą bilansu jonowo-elektronowego. Utlenianie: Redukcja: [3 pkt]
4. Płytkę z doświadczenia opisanego w informacji wprowadzającej, przecięto, a następnie jeden z uciętych kawałków zważono. Masa tej próbki wyniosła 7 g. Zważoną płytkę umieszczono w 500 dm 3 kwasu solnego o stężeniu 1 mol dm -3. Wydzielający się w tym doświadczeniu gaz w warunkach normalnych zajął objętość równą 0,67 dm 3. W oparciu o powyższe informacje napisz równanie/a zachodzącej/cych reakcji. Określ zawartość procentową glinu i miedzi w badanej próbce. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku. [3pkt]
Zadanie III. [10 punktów] 1. Poniżej podano informacje o trzech substancjach chemicznych, umownie oznaczonych symbolami X, A i Z. Zidentyfikuj te substancje i podaj ich symbole/wzory chemiczne a) Ten żółto-zielony gaz ma charakterystyczny zapach, a jego cząsteczki można przedstawić następującym wzorem elektronowym (kreskowym): Podaj wzór lub nazwę tego gazu: [0,5 pkt] b) Pierwiastek A tworzy dwa kationy A 2+ oraz A 3+. Niektóre związki tego pierwiastka są składnikami rdzy. Podaj symbol lub nazwę tego pierwiastka: [0,5 pkt] c) Pierwiastek A reaguje z gazem X 2 tworząc związek Z. Podaj wzór lub nazwę tego związku chemicznego.. [0,5 pkt] 2. Otrzymany związek chemiczny Z rozpuszczono w wodzie i zbadano odczyn otrzymanego roztworu. Określ odczyn tego roztworu. Odpowiedź uzasadnij pisząc odpowiednie równanie reakcji: Równanie reakcji:. Odczyn: [1,5 pkt] 3. Na roztwór wodny substancji Z podziałano zasadą potasową i zauważono wytrącenie brunatnego osadu. Po odsączeniu otrzymany osad wysuszono, a następnie poddano prażeniu otrzymując m.in. tlenek pierwiastka A. Tlenek ten poddano redukcji węglem w wysokiej temperaturze otrzymując pierwiastek A oraz gaz powodujący zmętnienie wody wapiennej. a) Zapisz równania opisanych reakcji
b) Oblicz, ile gramów pierwiastka A powstanie jeżeli w reakcji weźmie udział 200 g tlenku tego pierwiastka i 200 g węgla. Należy przyjąć, że oprócz pierwiastka A, w reakcji powstaje jedynie produkt całkowitego utlenienia węgla. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej. c) Oblicz wydajność reakcji prowadzącej do otrzymania 110 g pierwiastka A w reakcji opisanej w podpunkcie b. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej. [1 pkt] 4. Ciepło tworzenia to efekt energetyczny towarzyszący reakcji tworzenia 1 mola związku chemicznego z pierwiastków. Oblicz ciepło tworzenia związku Z wiedząc, że podczas łączenia 28 g pierwiastka A ze stechiometryczną ilością gazu X 2 wydzieliło się 95,76 kj energii na sposób ciepła.
Zadanie IV. [10 punktów] 1.Fosfor biały występuje w postaci cząsteczek P 4, które mają kształt tetraedru model cząsteczki fosforu P 4 Analizując powyższy rysunek przedstaw wzór elektronowy cząsteczki tlenku fosforu(v) [1 pkt] 2. Fosfor tworzy dwa chlorki o wzorach: PCl 3, PCl 5. Podaj wzór tego z nich, w którym nie spełniona jest reguła oktetu pamiętając, że atomy tego samego pierwiastka nie łączą się w tych związkach ze sobą... [1 pkt] 3. Na podstawie konfiguracji elektronowej atomu fosforu (nie musisz jej zapisywać) podaj typowe stopnie utlenienia fosforu, a następnie podaj po jednym przykładzie (wzór lub nazwę) związku, w którym fosfor występuje na danym stopniu utlenienia. [ 3 pkt]
4. Usuwanie jonów PO 3-4 ze ścieków komunalnych polega m.in. na wprowadzaniu do nich siarczanu(vi) 3- żelaza(ii). Wiedząc, że stężenie jonów PO 4 wynosi 1,15 mol/dm 3, oblicz jaką dawkę FeSO 4 (w gramach) należy wprowadzić aby związać jony zawarte w próbce ścieku o objętości 100 cm 3. Należy przyjąć, że przy niewielkim dostępie tlenu otrzymany osad zawiera jedynie fosforan(v) żelaza(ii). 3-5. W oparciu o tablice rozpuszczalności zaproponuj sposób usunięcia jonów PO 4 odpowiedni odczynnik (inny niż w wymieniony w punkcie 4). z roztworu wybierając Wzór odczynnika: [1 pkt] 6. Kwas fosforowy(v) jest kwasem trójprotonowym. Wiedząc, że stopień dysocjacji pierwszego etapu wynosi 57% i zakładając, że wartości kolejnych stopni dysocjacji są zaniedbywalnie małe, oblicz ph roztworu tego kwasu o stężeniu 0,01 mol/dm 3. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.