Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

1

WPISZ SWÓJ KOD

Instrukcja dla ucznia

1.

Podczas rozwiązywania zadań możesz korzystać z dostępnych źródeł informacji – układu okresowego
pierwiastków oraz tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków.

2.

Rozwiązania zadań wpisuj w wyznaczonych miejscach arkusza. Nie używaj korektora. Gdy popełnisz błąd
przekreśl błędną odpowiedź i napisz poprawną.

3.

Dobrze gospodaruj swoim czasem pracy.

ś

yczymy Ci powodzenia

Wypełnia WKK

Podpis sprawdzającego

…………………….

ZADANIE I. (13 punktów)
Woda krążąca w przyrodzie nigdy nie jest chemicznie czysta, bo
rozpuszcza napotkane substancje, w tym wiele szkodliwych dla roślin,
zwierząt i ludzi. W najgorszej sytuacji są rzeki i jeziora. Do nich, oprócz
wód opadowych, spływają często jeszcze nieoczyszczone ścieki
komunalne oraz nawozy mineralne wypłukiwane z przylegających pół uprawnych.
Do oceny jakości wód powierzchniowych stosuje się pięciostopniową skalę czystości. Tabela poniżej zawiera
wybrane wskaźniki czystości pozwalające zakwalifikować badaną wodę do odpowiedniej klasy.

WARTOŚCI GRANICZNE WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI WODY

W KLASACH JAKOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH

Wskaźnik jakości

wody

Jednostka

Wartości graniczne w klasach I-V

I

II

III

IV

V

Zawiesiny ogólne

mg/l

15

25

50

100

>100

Odczyn

pH

6,5-8,5

6,0-8,5

6,0-9,0

5,5-9,0

<5,5 lub >9,0

Tlen rozpuszczony

mg O

2

/l

7

6

5

4

<4

Azotany (V)

mg

−

3

NO

/l

5

15

25

50

>50

Azotany (III)

mg

−

2

NO /l

0,03

0,1

0,5

1,0

>1,0

Fosforany (V)

mg

−

3

4

PO

/l

0,2

0,4

0,7

1,0

>1,0

Siarczany (VI)

mg

−

2

4

SO

/l

100

150

250

300

>300

Chlorki

mg

−

CI

/l

100

200

300

400

>400

Ź

ródło: Załącznik nr 1 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r. (fragmenty)

Zad.

I

II

III ∑

∑

∑

∑ T ∑

∑

∑

∑ L

Razem

max. pkt.

13

21

6

40

40

80

Punkty
uzyskane

1.

2.

3.

4.

5.

6.

∑

∑

∑

∑

1

1

1

3

2

5

13

zDolny Ślązak Gimnazjalista

VIII DOLNO

Ś

L

Ą

SKI KONKURS CHEMICZNY

DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH

III ETAP – WOJEWÓDZKI część teoretyczna

07.02.2008 r.

Czas trwania 70 minut

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

2

WPISZ SWÓJ KOD

1. Ustal klasę jakości wody o następujących parametrach:

3

3

2

4

3

2

3

2

240

155

4

,

0

5

,

5

−

−

−

−

−

−

−

⋅

−

⋅

−

⋅

−

⋅

−

dm

mg

Cl

dm

mg

SO

dm

mg

NO

dm

mg

O

Woda o podanych parametrach należy do …………………. klasy jakości wód.

2. Ustal stężenie procentowe tlenu w 1 dm

3

wody trzeciej klasy jakości dla wartości granicznej.

3. Ustal klasę jakości wody, jeśli w 10 cm

3

próbki stwierdzono obecność 0,012 mg azotanu (III) potasu.

4. Oblicz, jaka jest dopuszczalna zawartość chlorku sodu w 1000 cm

3

wody trzeciej klasy jakości, jeśli jony

chlorkowe pochodzą w 80 procentach od tej soli.
Zawartość chlorku sodu podaj w gramach z dokładnością do tysięcznych.







5. Jakie jest graniczne stężenie molowe jonów siarczanowych (VI) w wodzie drugiej klasy jakości?








6. Do której klasy jakości zaliczysz wodę zawierającą 0,1267 · 10

19

jonów fosforanowych (V) i 0,079 · 10

-3

mola jonów azotanowych (V) w 1 dm

3

?

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

3

WPISZ SWÓJ KOD

ZADANIE II. (21 punktów)
1. Zapisz

równania

reakcji

przedstawione

schematem

w

formie

cząsteczkowej stosując wzory półstrukturalne dla związków organicznych.

1.

………………………………………………………………………………………………………………………

2.

………………………………………………………………………………………………………………………

3.

…………………………………………………………………………………………………….

4.

……………………………………………………………………………………………………………..

5.

…………………………………………………………………………………………………………………………

6.

…………………………………………………………………………………………………………………..

7.

…………………………………………………………………………………………………………………………

8.

…………………………………………………………………………………………………………………………

9.

………………………………………………………………………………………………………………………..

10.

…………………………………………………………………………………………………………………………

2. Równania reakcji 6 i 7 zapisz w formie jonowej pełnej i skróconej

6. ……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

7. ………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………

3. Zapisz nazwy chemiczne (systematyczne) substancji oznaczonych literami X, Y, Z
X ……………………………………………………………….
Y ………………………………………………………………
Z ……………………………………………………………….

1.

2.

3. 4.

∑

∑

∑

∑

10 4

2

4

21

Zad

II

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 ∑

∑

∑

∑

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

10

6.

7.

∑

∑

∑

∑

2

2

4

X

Y

Z

∑

∑

∑

∑

1

1

1

3

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

4

WPISZ SWÓJ KOD

4. Narysuj wzory strukturalne (kreskowe) związków chemicznych zapisanych
na schemacie w ramkach.

ZADANIE III. (6 punktów)

W 2,3 g wody w obecności tlenu rozpuszczono 2,3 g tlenku azotu (IV),
otrzymując roztwór kwasu azotowego (V). Jakie jest stężenie procentowe tego
roztworu? Zapisz obliczenia.

1 1 1 1 ∑

∑

∑

∑4

1 1 1 1 1 1 ∑

∑

∑

∑6

Wersja A

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

1

WPISZ SWÓJ KOD

Instrukcja dla ucznia

1.

Zadania laboratoryjne wykonuj uważnie, zgodnie z zasadami bezpieczeństwa obowiązującymi w pracowni
chemicznej, przestrzegaj uwag i wskazówek przekazanych przez Komisję. Do doświadczeń używaj niewielkich
ilości odczynników. Po wykonaniu doświadczenia umyj ręce.

2.

Z zestawu odczynników korzystają również Twoi koledzy. Pamiętaj więc o odstawianiu ich na półkę zaraz po
wykorzystaniu.

3.

Podczas rozwiązywania zadań możesz korzystać z dostępnych źródeł informacji – układu okresowego
pierwiastków oraz tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków.

4.

Rozwiązania zadań wpisuj w wyznaczonych miejscach arkusza. Nie używaj korektora. Gdy popełnisz błąd
przekreśl błędną odpowiedź i napisz poprawną.

5.

Dobrze gospodaruj swoim czasem pracy. Po zakończeniu pracy oddaj arkusz z rozwiązaniami członkowi
Komisji.

6.

Przed opuszczeniem pracowni posprzątaj swoje stanowisko pracy zgodnie z uwagami Komisji.

ś

yczymy Ci powodzenia

Wypełnia WKK

Podpis sprawdzającego

…………………….

ZADANIE IV. (21 punktów)
Tlenki należą do najpopularniejszych związków chemicznych tworzonych przez
prawie wszystkie pierwiastki. Właściwości tlenków można przewidzieć na
podstawie położenia pierwiastka w układzie okresowym.
1. Uzupełnij następujące zdania:

Tlenki dzielimy na dwie zasadnicze grupy tj. na tlenki ………………….. i …………………… Tlenki metali

są zazwyczaj substancjami występującymi w ……………………. stanie skupienia, natomiast tlenki niemetali

mogą być substancjami ………………, ………………. lub …………….. . W układzie okresowym charakter

chemiczny tlenków zmienia się w okresie od typowo …………., przez amfoteryczny do typowo

…………………. .

Szczególnym rodzajem tlenków są nadtlenki, w których występuje tzw. mostek tlenowy.
2. Narysuj wzór strukturalny nadtlenku wodoru

2

2

O

H

i nadtlenku baru

2

BaO

.

Dlaczego

2

BaO

nazywamy nadtlenkiem baru, natomiast

2

SnO

nazywamy tlenkiem cyny (IV)?

Zad.

IV V

∑

∑

∑

∑

max. pkt.

21

19

40

Punkty uzyskane

1

2

3A 3B 4

∑

∑

∑

∑

8

3

4

4

2

21

zDolny Ślązak Gimnazjalista

VIII DOLNO

Ś

L

Ą

SKI KONKURS CHEMICZNY

DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH

III ETAP – WOJEWÓDZKI część praktyczna (A)

07.02.2009 r.

Czas trwania 60 minut

Wersja A

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

2

WPISZ SWÓJ KOD

3. Wykonuj doświadczenia według poniższej instrukcji uzupełnionej schematycznymi rysunkami.
Do dwóch probówek wlej po ok. 5 cm

3

wody destylowanej, a następnie do jednej dodaj 2-3 krople

fenoloftaleiny, a do drugiej 2-3 krople oranżu metylowego. Do każdej probówki wsyp niewielką ilość (około
0,5 g – pół łyżeczki) tlenku wapnia i zamieszaj pręcikiem szklanym. Obserwuj barwy wskaźników.

Doświadczenie powtórz dodając kolejno tlenków:

10

4

2

3

2

,

,

O

P

SiO

O

Al

.

Obserwacje zestaw w formie tabelarycznej.

A. Obserwacje zapisz w poniższej tabeli

Barwa wskaźnika

Badany tlenek

fenoloftaleina

oranż metylowy

Odczyn wodnego

roztworu

CaO

Al

2

O

3

SiO

2

P

4

O

10

B. Wnioski:
Poczynione obserwacje wyjaśnij zapisując odpowiednie równania reakcji i wnioski. Sformułuj wniosek
ogólny, który wynika z przeprowadzonych doświadczeń.


















4. Najbardziej rozpowszechnione tlenki w przyrodzie to woda i krzemiany. Wszystkie nieorganiczne materiały
budowlane począwszy od skał naturalnych takich jak np. granit do tworzyw pochodzenia mineralnego takich jak
cegły, szkło czy ceramika to krzemiany i krzemionka.
W pierwszej połowie XIX wieku sól przedstawiano w postaci dwóch tlenków, np. siarczan (VI) potasu miał wzór

3

2

SO

O

K

⋅

.

Szkło

butelkowe

jest

mieszaniną

krzemianu

sodu,

krzemianu

wapnia

i

krzemionki

czyli

2

3

3

2

4

SiO

CaSiO

SiO

Na

⋅

⋅

co można zapisać wzorem tlenkowym

2

2

6SiO

CaO

O

Na

⋅

⋅

Ortoklaz

16

6

2

2

O

Si

Al

K

i kaolinit

4

5

2

2

)

(

OH

O

Si

Al

są naturalnymi surowcami używanymi do produkcji porcelany

i ceramiki.

Wersja A

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

3

WPISZ SWÓJ KOD

Zapisz wzory tlenkowe ortoklazu i kaolinitu na podstawie podanych wyżej wzorów sumarycznych.

A. Ortoklaz:

B. Kaolinit:

ZADANIE V. (19 punktów)

Obecność soli wapnia i magnezu w wodzie jest przyczyną twardości
wody. Rozróżnia się dwa rodzaje twardości wody:

•

twardość przemijającą (węglanową), która jest spowodowana obecnością w wodzie wodorowęglanów: wapnia
–

2

3

)

(

HCO

Ca

i magnezu

2

3

)

(

HCO

Mg

•

twardość trwałą (niewęglanową), spowodowaną pozostałymi, rozpuszczalnymi związkami wapnia i magnezu
(głównie obecnością chlorków oraz siarczanów (VI)).

Twardość przemijającą można usunąć, ogrzewając wodę do około 80

0

C. W tych warunkach z dobrze

rozpuszczalnych wodorowęglanów powstają słabo rozpuszczalne węglany.

1. Napisz równanie reakcji zachodzącej podczas termicznego usuwania twardości przemijającej.



2. Oprócz gotowania twardość przemijającą można usunąć przez dodanie wody wapiennej. Zapisz
równanie zachodzącej reakcji.



3. Twardość trwałą spowodowaną zawartością chlorków można usunąć za pomocą sody – węglanu sodu.
Napisz równanie reakcji (w formie cząsteczkowej i jonowej) usuwania twardości spowodowanej obecnością
chlorku magnezu.




4. Woda twarda ma nie tylko zły smak i drażni skórę, ale powoduje też straty energii podczas jej ogrzewania i
straty mydła podczas jej stosowania do mycia.
W trakcie użytkowania czajnika dochodzi z czasem do strat energii podczas ogrzewania w nim wody.
Wyjaśnij, dlaczego do tego dochodzi.





5. Wlanie octu do czajnika może usunąć problem straty energii. Wyjaśnij dlaczego i uzasadnij stwierdzenie
odpowiednim równaniem reakcji chemicznej zapisanej w formie cząsteczkowej i jonowej.









6. Mydła kosmetyczne są solami sodowymi wyższych kwasów tłuszczowych głównie stearynowego,
palmitynowego i oleinowego.

1.

2.

3.

4.

5.

6

∑

∑

∑

∑

1

1

2

1

3

11 19

Wersja A

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

4

WPISZ SWÓJ KOD

A. Napisz równanie reakcji zmydlania trioleinianu glicerolu używając wzorów półstrukturalnych
(uproszczonych). Po stronie produktów we wzorze cząsteczki otrzymanego mydła zaznacz położenie
wiązania podwójnego miedzy atomami węgla.








B. Wykonaj doświadczenie wg instrukcji podanej w formie schematycznego rysunku podanego poniżej.
Zawartość probówek należy wstrząsnąć po dodaniu do roztworu mydła wskazanych
na rysunku substancji.

Obserwacje:
Probówka A


Probówka B


Probówka C


Probówka D


Wnioski
Napisz odpowiednie równania reakcji w formie jonowej, które przebiegają w probówkach B i C przyjmując,
że roztwór mydła to stearynian sodu. Wyjaśnij, na jaką „przeszkodę” napotykają mydła w swym działaniu
myjącym i piorącym. Uzasadnij obserwacje poczynione w probówce D.

Punkt

6 ∑

∑

∑

∑

3 11

Równanie r.

zmydlania

4

Obserwacje

2

Równania

2

Wnioski

Wersja B

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

1

WPISZ SWÓJ KOD

Instrukcja dla ucznia

1.

Zadania laboratoryjne wykonuj uważnie, zgodnie z zasadami bezpieczeństwa obowiązującymi w pracowni
chemicznej, przestrzegaj uwag i wskazówek przekazanych przez Komisję. Do doświadczeń używaj niewielkich
ilości odczynników. Po wykonaniu doświadczenia umyj ręce.

2.

Z zestawu odczynników korzystają również Twoi koledzy. Pamiętaj więc o odstawianiu ich na półkę zaraz po
wykorzystaniu.

3.

Podczas rozwiązywania zadań możesz korzystać z dostępnych źródeł informacji – układu okresowego
pierwiastków oraz tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków.

4.

Rozwiązania zadań wpisuj w wyznaczonych miejscach arkusza. Nie używaj korektora. Gdy popełnisz błąd
przekreśl błędną odpowiedź i napisz poprawną.

5.

Dobrze gospodaruj swoim czasem pracy. Po zakończeniu pracy oddaj arkusz z rozwiązaniami członkowi
Komisji.

6.

Przed opuszczeniem pracowni posprzątaj swoje stanowisko pracy zgodnie z uwagami Komisji.

ś

yczymy Ci powodzenia

Wypełnia WKK

Podpis sprawdzającego

…………………….

ZADANIE IV. (19 punktów)

Obecność soli wapnia i magnezu w wodzie jest przyczyną twardości
wody. Rozróżnia się dwa rodzaje twardości wody:

•

twardość przemijającą (węglanową), która jest spowodowana obecnością w wodzie wodorowęglanów: wapnia
–

2

3

)

(HCO

Ca

i magnezu

2

3

)

(HCO

Mg

•

twardość trwałą (niewęglanową), spowodowaną pozostałymi, rozpuszczalnymi związkami wapnia i magnezu
(głównie obecnością chlorków oraz siarczanów (VI)).

Twardość przemijającą można usunąć, ogrzewając wodę do około 80

0

C. W tych warunkach z dobrze

rozpuszczalnych wodorowęglanów powstają słabo rozpuszczalne węglany.

1. Napisz równanie reakcji zachodzącej podczas termicznego usuwania twardości przemijającej.



2. Oprócz gotowania twardość przemijającą można usunąć przez dodanie wody wapiennej. Zapisz
równanie zachodzącej reakcji.



3. Twardość trwałą spowodowaną zawartością chlorków można usunąć za pomocą sody – węglanu sodu.
Napisz równanie reakcji (w formie cząsteczkowej i jonowej) usuwania twardości spowodowanej obecnością
chlorku magnezu.

Zad.

IV V

∑

∑

∑

∑

max. pkt.

19

21

40

Punkty uzyskane

1.

2.

3.

4.

5.

6

∑

∑

∑

∑

1

1

2

1

3

11 19

zDolny Ślązak Gimnazjalista

VIII DOLNO

Ś

L

Ą

SKI KONKURS CHEMICZNY

DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH

III ETAP – WOJEWÓDZKI część praktyczna (B)

07.02.2009 r.

Czas trwania 60 minut

Wersja B

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

2

WPISZ SWÓJ KOD

4. Woda twarda ma nie tylko zły smak i drażni skórę, ale powoduje też straty energii podczas jej ogrzewania i
straty mydła podczas jej stosowania do mycia.
W trakcie użytkowania czajnika dochodzi z czasem do strat energii podczas ogrzewania w nim wody.
Wyjaśnij, dlaczego do tego dochodzi.





5. Wlanie octu do czajnika może usunąć problem straty energii. Wyjaśnij dlaczego i uzasadnij stwierdzenie
odpowiednim równaniem reakcji chemicznej zapisanej w formie cząsteczkowej i jonowej.









6. Mydła kosmetyczne są solami sodowymi wyższych kwasów tłuszczowych głównie stearynowego,
palmitynowego i oleinowego.
A. Napisz równanie reakcji zmydlania trioleinianu glicerolu używając wzorów półstrukturalnych
(uproszczonych). Po stronie produktów we wzorze cząsteczki otrzymanego mydła zaznacz położenie
wiązania podwójnego miedzy atomami węgla.








B. Wykonaj doświadczenie wg instrukcji podanej w formie schematycznego rysunku podanego poniżej.
Zawartość probówek należy wstrząsnąć po dodaniu do roztworu mydła wskazanych
na rysunku substancji.

Obserwacje:
Probówka A


Probówka B


Probówka C


Probówka D

Punkt

6 ∑

∑

∑

∑

3 11

Równanie r.

zmydlania

4

Obserwacje

2

Równania

2

Wnioski

Wersja B

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

3

WPISZ SWÓJ KOD

Wnioski
Napisz odpowiednie równania reakcji w formie jonowej, które przebiegają w probówkach B i C przyjmując,
że roztwór mydła to stearynian sodu. Wyjaśnij, na jaką „przeszkodę” napotykają mydła w swym działaniu
myjącym i piorącym. Uzasadnij obserwacje poczynione w probówce D.

ZADANIE V. (21 punktów)
Tlenki należą do najpopularniejszych związków chemicznych tworzonych przez
prawie wszystkie pierwiastki. Właściwości tlenków można przewidzieć na
podstawie położenia pierwiastka w układzie okresowym.
1. Uzupełnij następujące zdania:

Tlenki dzielimy na dwie zasadnicze grupy tj. na tlenki ………………….. i …………………… Tlenki metali

są zazwyczaj substancjami występującymi w ……………………. stanie skupienia, natomiast tlenki niemetali

mogą być substancjami ………………, ………………. lub …………….. . W układzie okresowym charakter

chemiczny tlenków zmienia się w okresie od typowo …………., przez amfoteryczny do typowo

…………………. .

Szczególnym rodzajem tlenków są nadtlenki, w których występuje tzw. mostek tlenowy.
2. Narysuj wzór strukturalny nadtlenku wodoru

2

2

O

H

i nadtlenku baru

2

BaO

.

Dlaczego

2

BaO

nazywamy nadtlenkiem baru, natomiast

2

SnO

nazywamy tlenkiem cyny (IV)?

3. Wykonuj doświadczenia według poniższej instrukcji uzupełnionej schematycznymi rysunkami.
Do dwóch probówek wlej po ok. 5 cm

3

wody destylowanej, a następnie do jednej dodaj 2-3 krople

fenoloftaleiny, a do drugiej 2-3 krople oranżu metylowego. Do każdej probówki wsyp niewielką ilość (około
0,5 g – pół łyżeczki) tlenku magnezu i zamieszaj pręcikiem szklanym. Obserwuj barwy wskaźników.

Doświadczenie powtórz dodając kolejno tlenków:

10

4

2

3

2

,

,

O

P

SiO

O

Al

.

Obserwacje zestaw w formie tabelarycznej.

1

2

3A 3B 4

∑

∑

∑

∑

8

3

4

4

2

21

Wersja B

Konkurs zDolny Ślązak Gimnazjalista 2008/2009, finał VIII DKCh

4

WPISZ SWÓJ KOD

A. Obserwacje zapisz w poniższej tabeli

Barwa wskaźnika

Badany tlenek

fenoloftaleina

oranż metylowy

Odczyn wodnego

roztworu

MgO

Al

2

O

3

SiO

2

P

4

O

10

B. Wnioski:
Poczynione obserwacje wyjaśnij zapisując odpowiednie równania reakcji i wnioski. Sformułuj wniosek
ogólny, który wynika z przeprowadzonych doświadczeń.



















4. Najbardziej rozpowszechnione tlenki w przyrodzie to woda i krzemiany. Wszystkie nieorganiczne materiały
budowlane począwszy od skał naturalnych takich jak np. granit do tworzyw pochodzenia mineralnego takich jak
cegły, szkło czy ceramika to krzemiany i krzemionka.
W pierwszej połowie XIX wieku sól przedstawiano w postaci dwóch tlenków, np. siarczan (VI) potasu miał wzór

3

2

SO

O

K

⋅

.

Szkło

butelkowe

jest

mieszaniną

krzemianu

sodu,

krzemianu

wapnia

i

krzemionki

czyli

2

3

3

2

4SiO

CaSiO

SiO

Na

⋅

⋅

co można zapisać wzorem tlenkowym

2

2

6SiO

CaO

O

Na

⋅

⋅

Ortoklaz

16

6

2

2

O

Si

Al

K

i kaolinit

4

5

2

2

)

(OH

O

Si

Al

są naturalnymi surowcami używanymi do produkcji porcelany

i ceramiki.
Zapisz wzory tlenkowe ortoklazu i kaolinitu na podstawie podanych wyżej wzorów sumarycznych.

A. Ortoklaz:

B. Kaolinit: