1

XIII Konkurs Chemiczny im. Ignacego Łukasiewicza

Etap II

XIII KONKURS CHEMICZNY

im. Ignacego Łukasiewicza

rok szkolny 2005/06

Etap II – 9 marca 2006 r.

U C Z E S T N I K U !

Przed Tobą test wielokrotnego wyboru stanowiący 20 zadań. Uważnie czytaj każde zadanie

i zdecyduj, która z podanych odpowiedzi jest według Ciebie poprawna. Pamiętaj, że tylko jedna jest
prawdziwa. Po dokonaniu wyboru w karcie odpowiedzi wstaw znak "X" w miejscu odpowiadającym
numerowi zadania i zgodnym z literą, przy której znalazłeś właściwą według Ciebie odpowiedź.
Gdybyś zmienił zdanie, przekreśl uprzednio zaznaczoną odpowiedź "X" i dokonaj kolejnego wyboru.

P o w o d z e n i a !

T E S T

Max. 20 pkt.

1.

Wybierz prawidłową definicję denaturatu.

a) alkohol etylowy skażony np. zasadami pirydynowymi
b) alkohol metylowy zabarwiony na fioletowo
c) mieszanina glikolu etylenowego i gliceryny
d) alkohol etylowy skażony metanolem

2.

Zdecyduj, czy tautomeria to:

a) izomeria aldehydów i ketonów
b) współistnienie w równowadze dwóch izomerów przechodzących w siebie nawzajem
c) inna nazwa tauryny – kwasu 2-aminoetanosulfonowego
d) jedna z izomerycznych form kwasu winowego

3.

Nazwij prawo: „stosunek mas składników w związku chemicznym jest wielkością stałą, niezależną

od warunków, w których związek powstał”.

a) prawo Daltona

b)

prawo Prousta

c) prawo Gay-Lussaca

d)

prawo Avogadra

4.

Wybierz spośród podanych równań reakcji, w których jednym z reagentów jest braunsztyn, tą, która

jest reakcją synproporcjonowania.
a) 2 KMnO

4

+ 3 Na

2

SO

3

+ H

2

O → 2 KOH + 2 MnO

2

+ 3 Na

2

SO

4

b) 3 K

2

MnO

4

+ 2 H

2

SO

4

→ MnO

2

+ 2 KMnO

4

+ 2 K

2

SO

4

+ 2 H

2

O

c) 2 KMnO

4

+ MnO

2

+ 4 NaOH → K

2

MnO

4

+ 2 Na

2

MnO

4

+ 2 H

2

O

d) 2 KMnO

4

+ 3 SO

2

+ 2 H

2

O → 2 MnO

2

+ K

2

SO

4

+ 2 H

2

SO

4

5.

Wyeliminuj pojęcie w podanym zestawie, które nie należy do nazw cząstek elementarnych: heliony,

pozytony, priony, batriony.

a) heliony

b)

pozytony

c) priony

d)

batriony

2

XIII Konkurs Chemiczny im. Ignacego Łukasiewicza

Etap II

6.

Wskaż właściwy opis hasła: anihilacja cząstek.

a) inhalacja ziołowa zalecana przy bólu gardła
b) wysyłanie przez niektóre jądra cząstek związane z przemianami jądrowymi
c) przemiana cząsteczek CO

2

w procesie asymilacji

d) przemiana masy w energię zachodząca na skutek zderzenia cząstki elementarnej z jej antycząstką

7.

Przyporządkuj wielkości – przeliczanie jednostek.

I

attometr

X

10

-9

m

II

femtometr

Y

10

-12

m

III

nanometr

Z

10

-15

m

IV

pikometr

W

10

-18

m

a) I – X, II – Y, III – Z, IV – W

b) I – Y, II – W, III – X, IV – Z

c) I – W, II – Z, III – X, IV – Y

d) I – Z, II – X, III – Y, IV – W

8.

Wskaż prawidłowo zapisaną konfigurację elektronów walencyjnych atomu manganu.

a) 4s

2

3d

5

b)

4s

1

3d

6

c) 3s

2

3p

6

3d

5

4s

2

d)

1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

4s

2

3d

5

9.

Wybierz zdanie prawdziwe.

a) metan jest jedynym alkanem, który nie tworzy izomerów
b) aktywność alkanów wzrasta wraz z długością łańcucha węglowodorowego
c) pentan tworzy cztery izomery
d) substytucja fotochemiczna metanu prowadzi do powstania mieszaniny fluorowcopochodnych

10.

Wybierz zdanie fałszywe.

a) wszystkie α-aminokwasy zawierają w cząsteczce asymetryczny atom węgla
b) anilina i alanina należą do różnych szeregów homologicznych
c) cysteina zawiera w cząsteczce atom siarki
d) walina to kwas α-aminowalerianowy

11.

Zaznacz właściwy dalszy ciąg zdania: Po odparowaniu części wody bez zmiany temperatury

z roztworu elektrolitu...
a) stopień dysocjacji zmaleje a stała dysocjacji wzrośnie
b) stopień dysocjacji nie zmieni się i stała dysocjacji nie zmieni się
c) stopień dysocjacji zmaleje a stała dysocjacji nie zmieni się
d) Stopień dysocjacji wzrośnie a stała dysocjacji zmaleje

12.

Przyporządkuj barwy z kolumny 1 do roztworów zawierających jony w kolumnie 2.

1

2

I

zielona

X

Mn

2+

II

fioletowa

Y

2-
4

MnO

III

bladoróżowa

Z

-
4

MnO

a) I – X, II – Y, III – Z

b) I – Y, II – Z, III – X

c) I – Z, II – X, III – Y

d) I – X, II – Z, III – Y

13.

Zdecyduj, w którym zdaniu popełniono najwięcej błędów.

a) 1 mol każdego gazu zawiera 6,02·10

23

cząsteczek i w warunkach normalnych zajmuje objętość

2,24·10

-1

m

3

, a w warunkach standardowych zmniejsza swoją objętość.

3

XIII Konkurs Chemiczny im. Ignacego Łukasiewicza

Etap II

b) 1 mol tlenu w warunkach normalnych zawiera 12,04·10

23

atomów i waży 16 g, a w warunkach

standardowych zawiera 6,02·10

23

cząsteczek.

c) 2,24 dm

3

dwutlenku węgla w warunkach normalnych zawiera 6,02·10

22

atomów węgla i 6,02·10

22

cząsteczek tlenu.

d) 1 mol etanu zbudowany jest z dwukrotnie większej liczby atomów niż 1 mol acetylenu, stąd 1 mol

etanu zajmuje objętość w warunkach normalnych 22,4 dm

3

, a 1 mol acetylenu 44,8 dm

3

.

14.

Odszukaj dalszy ciąg definicji: Jednostka masy atomowej to:

a) 1/12 masy atomu izotopu

12

C

b) masa atomowa wodoru
c) liczba wynikająca z porównania masy atomu danego pierwiastka z 1/12 masy atomu izotopu

12

C

d) masa molowa

15.

Wybierz zestaw szkła laboratoryjnego stosowany do miareczkowania alkacymetrycznego.

a) zlewka, pipeta, lejek

b)

kolba okrągłodenna, lejek

c) erlenmayerka, biureta

d)

biureta, kolba miarowa

16.

Połącz w pary nazwy typów reakcji z równaniami reakcji.

I

reakcja addycji

X

CaCO

3

→ CaO + CO

2

II

reakcja analizy

Y

C

2

H

6

O → C

2

H

4

+ H

2

O

III

reakcja eliminacji

Z

C

3

H

6

+ H

2

O → C

3

H

8

O

IV

reakcja syntezy

W

CO + H

2

→ CH

2

O

a) I – X, II – Y, III – W, IV – Y

b) I – W, II – X, III – Z, IV – Y

c) I – Y, II – X, III – W, IV – Z

d) I – Z, II – X, III – Y, IV – W

17.

Zdecyduj, dlaczego preparaty anatomiczne przechowywane są w formalinie.

a) formalina powoduje zmiany struktury białek zachodzące z rozerwaniem wiązań peptydowych
b) formalina powoduje denaturację białka bakterii
c) formalina ma właściwości redukujące
d) formalina chroni preparat przed kontaktem z powietrzem

18.

Wskaż grupę związków, które mogą reagować z zasadą sodową.

a) C

15

H

31

COOH, C

2

H

5

OH, C

6

H

5

OH, HCHO

b) C

3

H

5

(OH)

3

, CH

3

I, CH

3

COOCH

3

, HCOOH

c) C

6

H

5

OH, C

15

H

31

COOH, CH

3

COOCH

3

, CH

3

I

d) C

2

H

5

OH, HCHO, HCOOH, C

3

H

5

(OH)

2

19.

Wybierz zdanie prawdziwe.

a) Wodny roztwór amoniaku jest mocnym elektrolitem.
b) pH roztworu otrzymanego po rozpuszczeniu P

4

O

10

w wodzie przyjmuje wartość równą 7.

c) Reakcja między wodnymi roztworami KNO

3

i NaNO

3

nie zachodzi.

d) Kwasy to substancje, które mogą przyjmować proton.

20.

Wybierz zdanie fałszywe.

a) Tlenek węgla (IV) powoduje zmętnienie wody wapiennej.
b) Etylen odbarwia wodę bromową.
c) Chlorek winylu odbarwia wodny roztwór nadmanganianu potasu.
d) Gliceryna odbarwia wodny roztwór wodorotlenku miedzi (II).

4

XIII Konkurs Chemiczny im. Ignacego Łukasiewicza

Etap II

U C Z E S T N I K U !

Przed Tobą 2 zadania otwarte. Rozwiąż je stosując zasady matematyki, właściwe prawa chemiczne,
wyeksponuj przeliczanie jednostek i uwzględnij komentarz pisemny. Każde zadanie winno
znaleźć rozwiązanie na odpowiednich stronach (obliczenia pomocnicze również).

P o w o d z e n i a !

Z A D A N I E A

Max. 20 pkt.

Zapoznaj się z poniższym tekstem zaczerpniętym z Podręcznika Chemii Nieorganicznej autora

A.F. Holleman, wydanym w W-wie w 1907 r.

„Pierwiastek ten bardzo jest w przyrodzie rozpowszechniony; z pomiędzy rud jego najważniejszemi są: braunsztyn czyli

piroluzyt, hausmanit i rodochrozyt. Braunsztyn jest bardzo ważnym materyałem surowym w fabrykacyi chloru. Kwas solny
o temperaturze podwyższonej rozpuszcza go z wydzieleniem chloru

(1)

.

W składzie naturalnym (tablica Mendelejewa) pierwiastek ten zajmuje miejsce odosobnione; nie znamy pierwiastku, z którymby

szedł w parze, jak chrom na przykład – jego sąsiad – z pierwiastkami Mo, W, U. Nie ma zastosowania w technice; otrzymuje się najlepiej
sposobem Goldschmidtowskim przez redukcyę braunsztynu pyłkiem glinowym; na dnie tygla zbiera się piękna i błyszcząca bryła
metalu

(2)

.

Braunsztyn stopiony z KOH na powietrzu, albo dogodniej z dodatkami środków utleniających (saletry potasowej) daje zieloną

masę

(3)

, która w wodzie zimnej rozpuszcza się na płyn barwy ciemnozielonej. Jeśli roztwór odparować w próżni wydzielą się kryształy w

postaci ciemno-zielonych błyszczących metalicznie słupów rombowych. Słupy te w ługach żrących rozpuszczają się bez zmiany, w wodzie
zaś czystej rozpadają się na braunsztyn i Kalium hipermanganicum, przyczem roztwór nabiera koloru mocno fioletowego

(4)

.

Z powodu tej przemiany barwy roztwór ma nazwę kameleonu mineralnego.

W roztworze zielonym i fiołkowym znajduje się jon o tym samym składzie atomowym, tylko, że w pierwszym jest on

dwuwartościowy gdy w drugim tylko jednowartościowy”

Jeśli wiesz już, jaki pierwiastek i jego związki opisał Holleman, pomiń poniższą informację.

Informacja: Wśród zadań zamkniętych znajdują się trzy dotyczące bohatera tego zadania.

A.

Zapisz opisane w tekście przemiany (1), (2), (3) i (4) przy pomocy równań w formie

cząsteczkowej przeprowadzając (dla każdej) bilans elektronowy.

B.

Oblicz, czy 300 cm

3

gorącego 0,1 molowego HCl wystarczy do roztworzenia 0,5 g braunsztynu.

5

XIII Konkurs Chemiczny im. Ignacego Łukasiewicza

Etap II

C.

Ustal potencjał elektrody w T=290 K zbudowanej z platyny zanurzonej do roztworu fiołkowego

o pH=2 zawierającego jony jednowartościowe o stężeniu 10

-1

mol/dm

3

oraz bladoróżowe jony

dwudodatnie o stężeniu 10

-2

mol/dm

3

. Zapisz schemat półogniwa i reakcję elektrodową.

E° = 1,51 V

D.

Oblicz, ile gramów braunsztynu uległo redukcji, na podstawie informacji: 10 g braunsztynu

ogrzewano w strumieniu wodoru. Po przerwaniu ogrzewania pozostały braunsztyn

i wytworzony tlenek (II) tegoż metalu ważyły 8,4 g.

Z A D A N I E B

Max. 20 pkt.

Arabowie i średniowieczni alchemicy przerabiali potaż na potaż żrący za pomocą zasady wapniowej.

Humphrey Davy otrzymał metaliczny potas podczas elektrolizy stopionego wodorotlenku potasu.

A.

Oblicz masę węglanu potasu, jaką arabowie musieliby przerobić, aby uzyskać taką ilość

wodorotlenku potasu, z której Davy otrzymałby 0,21 m

3

tlenu w temperaturze 360°C pod

ciśnieniem 10

5

Pa.

W przyrodzie występują trzy nuklidy potasu.

B.

Ustal skład procentowy izotopów potasu na podstawie informacji: Masa atomowa potasu

wynosi 39,0983 u. Nuklidy najlżejszego trwałego izotopu potasu oraz nuklidy wapnia-40 to

izotony. Promieniotwórczy izotop potasu ulegając przemianie β

-

przekształca się w izotop

wapnia-40. Nuklid trzeciego izotopu posiada w jądrze tyle neutronów ile atom tytanu protonów.

Ten z izotopów potasu, którego nuklidy zawierają 21 neutronów stanowi tyle procent

w przyrodzie, ile procent stanowi 100 µm w 1 m. (Uwaga ! Przy tej części zadania konieczne są

komentarze przy ustalaniu danych i obliczeniach).

Sztuczne nuklidy potasu: K-42 (τ

1/2

=12,4 h) i K-43 (τ

1/2

=22,4 h) znajdują zastosowanie w

diagnostyce medycznej.

C.

Oblicz czas potrzebny do rozpadu 90% początkowej ilości β-promieniotwórczego K-42

wprowadzonej do organizmu pacjenta.

D.

Oblicz masę powstałego pierwiastka po upływie 4 i 2/3 doby z próbki zawierającej 1 µg

β-promieniotwórczego K-43.

E.

Zaproponuj syntezy K-43 i K-42 mając do dyspozycji Ar-40 i cząstki α. Zapisz równania

reakcji jądrowych.