3_skol_rjes_2014

Republika Hrvatska - Ministarstvo znanosti, obrazovanja i sporta Agencija za odgoj i obrazovanje - Hrvatsko kemijsko drutvo

KOLSKO NATJECANJE IZ KEMIJE ueni(ka)ca osnovnih i srednjih kola 2014.

PISANA ZADAA, 12. veljae 2014. NAPOMENA:

1. Zadatci se rjeavaju 120 minuta. 2. Doputeno je koristiti samo onu tablicu periodnog sustava elemenata koja je dobivena od gradskoga

povjerenstva. 3. Zadatci se moraju rjeavati na mjestu predvienom za taj zadatak (ne koristiti dodatne papire). Ako

nema dovoljno mjesta za rjeavanje zadatka, moe se koristiti poleina prethodne stranice. 4. Odgovori na postavljena pitanja ili raun (kompletan) moraju biti pisani kemijskom olovkom ili

tintom plave boje, jer se u protivnom nee uzimati u obzir pri bodovanju. Ispravljeni odgovori se ne vrjednuju.

Prijavu ispuniti tiskanim slovima!

Zaporka: POSTIGNUTI BODOVI : (pet brojeva i do sedam velikih slova)

Vrsta kole: 1. osnovna 5. srednja (Zaokrui 1. ili 5.)

Razred (napisati arapskim brojem): Nadnevak:

OTKINUTI OVAJ DIO PRIJAVE I STAVITI GA U OMOTNICU S NAPISANOM ZAPORKOM PRIJAVU ISPUNITI TISKANIM SLOVIMA

Zaporka: POSTIGNUTI BODOVI : (pet brojeva i do sedam velikih slova)

Ime i prezime ueni(ka)ce: OIB:

Puni naziv kole:

Adresa kole:

Grad u kojem je kola: upanija:

Vrsta kole: 1. osnovna 5. srednja Razred (napisati arapskim brojem): (Zaokrui 1. ili 5.)

Ime i prezime mentor(a)ice:

Naputak kolskom povjerenstvu: Ovaj dio prijave treba spojiti s pisanom zadaom svakog ueni(ka)ce nakon bodovanja. Podatci su vani radi raunalne obrade podataka o ueni(ku)ci koji e biti pozvani na upanijsko natjecanje.

PER

IOD

NI S

UST

AV

ELEM

ENA

TA

kolski susret i natjecanje iz kemije u k. god. 2013./2014. Zadaci za 3. razred srednje kole Zaporka _______________________ BODOVI

UKUPNO BODOVA NA STRANICI 1: 12

1

ostv max

1.

Napiite odgovarajue kemijske formule sljedeih spojeva:

Rjeenje:

heksaaminniklov(II) klorid _____[Ni(NH3)6]Cl2_____ kalijevoktacijanomolibdat(IV) _____ K4[Mo(CN)8]_____ heksaakvakromov(III) klorid _____[Cr(H2O)6]Cl3_____ kalijevheksakloromanganat(IV) ______ K2[MnCl6]_______

/4x1

4

2.

Cementit, Fe3C ima rompsku elementarnu eliju sa stranicama a = 452 pm, b = 509 pm, c = 674 pm. Gustoa cementita je 7,67 g/cm3. Koliko formulskih jedinki cementita sadri jedna elementarna elija?

Rjeenje: V = abc = 1,55 2210 cm3 m = V = 7,67 g/cm3 1,55 2210 cm3 = 1,19 2110 g

N = 3r(Fe C)

m

M u=

-21

-241,19 10 g

179,6 1,66 10 g= 3,99 4

Prikaite jednadbom kemijske reakcije nastajanje cementita:

________3 Fe + C Fe3C ___________________

/1

/1

/1

/1

4

3. Izbacite uljeza uz kratko objanjenje:

Rjeenje:

a) CO2, N2, CH4, C2H6, HF HF, polarna molekula _______ b) HCl, SO3, NH3, H2O, NaCl NaCl, ionska veza _______ c) BCl3, H2O, NH3, CCl4, HCl ____BCl3, odstupanje od pravila okteta __ d) NO2, SO2, O3, H2S, CH3Cl CH3Cl, tetraedarska struktura ___

/1

/1 /1 /1

4



2

5.

U otopinu kalijeva dikromata zakiseljenu sumpornom kiselinom dodana je sumporovodina kiselina pri emu je dolo do promjene boje otopine i izluivanja elementarnog sumpora. a) Parcijalnim jednadbama oksidacije i redukcije uravnoteite jednadbu kemijske reakcije. Rjeenje: I VI II I VI II I II I V II III VI II 0 I II

K2Cr2O7 + H2SO4 + H2S K2SO4 + Cr2(SO4)3 + S + H2O R: Cr2O72 + 14H++ 6e 2Cr3+ + 7H2O O: S2 S+ 2e /3 Cr2O72 + 14H++ 6e 2Cr3+ + 7H2O 3S2 3S+ 6e Cr2O72 + 14H+ + 3S2 2Cr3+ + 7H2O + 3S K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3S + 7H2O

b) Koja je tvar u reakciji oksidacijsko sredstvo? ______ K2Cr2O7______

c) Koja je tvar u reakciji redukcijsko sredstvo? _______ H2S ______

/1

/1 /1

/1

/1

/1

6

4.

Elementarnom kemijskom analizom ustanovljeno je da spoj A sadri 38,67 % kalija, 13,85 % duika i 47,48 % kisika. Termikom razgradnjom spoja A nastaje spoj B koji sadri 45,85 % kalija, 16,47 % duika i 37,66 % kisika. Odredite empirijske formule spojeva A i B. Rjeenje: A B w(K) = 38,67 % w(K) = 45,85 % w(N) = 13,85 % w(N) = 16,47 % w(O) = 47,48 % w(O) = 37,66 % n(K) = 0,99 mol n(K) = 1,17 mol n(N) = 0,99 mol n(N) = 1,17 mol n(O) = 2,97 mol n(O) = 2,35 mol

0,99 0,99

: 0,99 0,99

:2,97 0,99

1,17 1,17

:1,17 1,17

:2,35 1,17

N(K) : N(N) : N(O) = 1 : 1 : 3 N(K) : N(N) : N(O) = 1 : 1 : 2 A = KNO3 B = KNO2

Prikaite jednadbom kemijske reakcije termiku razgradnju spoja A, uz oznake agregacijskih stanja. ____________2KNO3(s) 2KNO2(s) + O2(g)_______________

/1+1

/0,5 +

0,5

/1

4



3

6. U spektru atoma aluminija jedna od linija je ona valne duljine 396,15 nm. Izraunajte : a) frekvenciju te linije i izrazite je u Hz; b) energiju jednog fotona navedene valne duljine; c) koliko se energije oslobodi emisijom 1 mola fotona (h = 6,6261034 J s).

Rjeenje:

a) = c = 8 1

92,998 10 m s396,15 10 m

= 7,571014 s1 = 7,571014 Hz

b) E1= h = 6,6261034 Js 7,571014 s1= 5,016 1019 J

c) E = N E1= n NA E1 = 3,020 105 J = 302,0 kJ

/1

/1

/1

3 7.

Odgovarajuim jednadbama kemijskih reakcija uz oznake agregacijskih stanja reaktanata i produkata prikaite:

a) otapanje vapnenca u kinici

_____ CaCO3(s) + H2O() + CO2(g) Ca2+(aq) + 2HCO3(aq)____ b) vezanje vapnene buke

_____ Ca(OH)2(s) + CO2(g) CaCO3(s) + H2O()_____ c) dobivanje peenog gipsa

_____ CaSO4 2H2O(s) CaSO4 0,5H2O(s) + 1,5H2O(g)_____ d) dobivanje amonijaka iz aluminijevog nitrida

_____ AlN(s) + 3H2O() Al(OH)3(s) + NH3(g)_____ e) reakciju bakra s razrijeenom duinom kiselinom

_____3Cu(s) + 8 HNO3(aq) 3 Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4 H2O()___

/1

/1

/1

/1

/1

5


UKUPNO BODOVA NA STRANICI 4: 9,5

4

8.

Srebro kristalizira u kubinom sustavu s plono centriranom jedininom elijom. Radijus atoma srebra je 144 pm. Izraunajte: a) duljinu brida jedinine elije i izrazite je u pm; b) gustou srebra i izrazite je u g/cm3; c) udio popunjenosti prostora u kristalnoj strukturi srebra; d) koliko jedininih elija ima u 1 cm3 srebra. Rjeenje: a) N = 4 d = 4r = 576 pm r = 144 pm d = 2a =>a =

2d

= 576pm1,414

= 407,4 pm

b) (Ag) = r(Ag)A N uV

=

24

10 3107,9 4 1,66 10 g

(407, 4 10 cm)

= 10,6 g/cm3

c) = (atoma)(kocke)VV

=

3

3

443

r

a

pi = 0,74 = 74 %

d)V = 1 cm3 N = ? N(elija) = (elementarne elije)

VV

=

3

10 31cm

(407, 4 10 cm) = 1,48 1022

/1

/1

/1

/1

4 9. U svemirskim se letjelicama kalijev superoksid rabi za vezanje vodene pare i

ugljikova(IV) oksida koje izdiu astronauti te regeneraciju kisika, pri emu nastaje kalijev hidrogenkarbonat. a) Napiite jednadbu kemijske reakcije uz oznake agregacijskih stanja. ____4KO2(s) + 4CO2(g) + 2H2O(g) 4KHCO3(s) + 3O2(g)____ b) Kakva e biti vodena otopina kalijeva hidrogenkarbonata prema pH vrijednosti?______ lunata (pH > 7)___________________________ c) Svoju tvrdnju potkrijepite jednadbom kemijske reakcije. ____ HCO3 (aq) + H2O() H2CO3(aq) + OH(aq)____ d) Ako u svemirskoj letjelici borave dva astronauta deset dana uz pretpostavku da svaki od njih dnevno izdahne 1 kg ugljikova(IV) oksida, izraunajte kolika je masa kalijeva superoksida potrebnog za vezanje ugljikova(IV) oksida tijekom cijelog putovanja? Rjeenje: m(CO2)/t = 21 kg/d = 2 kg/d m(KO2) = ?

2 2 2(KO ) (KO ) (KO )m n M = Iz jednadbe pod a) slijedi:

2 2(KO ) (CO )n n = 222

(CO )(CO ) (CO )m

n tM t

=

gdje je m/t brzina razvijanja CO2 za dva astronauta (2 kg/d) tijekom vremena od t = 10 d to uvrtavanjem u prvu jednadbu daje

2 22

2

(CO ) (KO ) 2 kg 71,1(KO ) 10 d 32,3 kg(CO ) d 44m M

m tt M

= = =

/1

/0,5

/1

/0,5 /0,5+1

/1

5,5

a = ?


UKUPNO BODOVA NA STRANICI 5: 9,5

5

10. Olovni akumulator je obnovljivi izvor istosmjerne struje tj. povratni galvanski lanak. Negativna elektroda olovnog akumulatora je ____ olovo (Pb)___, pozitivna elektroda je ___ olovov(IV) oksid (PbO2)__. Kao elektrolit koristi se ___ sumporna kiselina (H2SO4)___.

Prikaite jednadbama kemijske reakcije koje se odvijaju na elektrodama pri procesu pranjenja akumulatora.

Negativna elektroda:

_____ Pb(s) + SO42(aq) PbSO4(s) + 2e_____ Pozitivna elektroda:

_____ PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42(aq) + 2e PbSO4(s) + 2H2O()___ Prikaite jednadbom kemijske reakcije proces punjenja akumulatora: _____2PbSO4(s) + 2H2O() Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq)____

/1

/1 /0,5

/1

/1

/1

5,5

11.

Zadani su standardni elektrodni potencijali: E(Sn2+|Sn) = 0,136 V i E(Ag+|Ag) = 0,799 V. Izmeu ponuenih reakcija izaberite onu koja se odvija spontano.

a) Sn2+(aq) + 2Ag+(aq) Sn(s) + 2Ag(s) b) Sn2+(aq) + 2Ag(s) Sn(s) + 2Ag+(aq) c) Sn(s) + 2Ag(s) Sn2+(aq) + 2Ag+(aq) d) Sn(s) + 2Ag+(aq) Sn2+(aq) + 2Ag(s)

Izraunajte standardnu Gibbsovu energiju za izabranu reakciju pri 25C i izrazite je u kJ/mol.

Rjeenje: rG = z F El

El = E(red) E(oks) = 0,799 V ( 0,136 V) = 0,935 V rG = 2 96500 C/mol 0,935 V = ( 180,45) 103 J/mol = 180,5 kJ/mol

/1

/1 /1

/1

4



6

11.

to je termit po kemijskom sastavu?

a) slitina magnezija s aluminijem i cinkom b) smjesa aluminija u prahu i oksida metala c) kalijev karbonat, bijela zrnata sol lako topljiva u vodi d) smjesa kalijevog nitrata, sumpora i ugljena poznata pod imenom crni barut

/1

1

1. stranica 2. stranica

3. stranica

+ + +

4. stranica 5. stranica

6. stranica

+ + = 50

Documents

3_skol_rjes_2014