KEEMIAÜLESANNETE LAHENDAMISE LAHTINE VÕISTLUS

KEEMIAÜLESANNETE LAHENDAMISE LAHTINE VÕISTLUS
Noorem rühm (9. ja 10. klass)
Tallinn, Tartu, Kuressaare, Narva, Pärnu, Kohtla-Järve 8. november 2008
1. 0,20 mooli FeCl2 sisaldavale lahusele lisati 342 g CuSO4 lahust, mis oli
valmistatud 56,1 g CuSO4·5H2O lahustamisel 457 g vees, ja 2,29 kg 5,0%
Ba(OH)2 lahust. Filtrimisel eraldati lahusest sade nr 1. Filtraadist juhiti läbi
süsihappegaasi, mida neeldus 7,2 dm3 (nt). Seejärel lisati 118 cm3 20%
(NH4)2SO4 lahust ( = 1,115 g/cm3). Eraldati sade nr 2. Filtraat aurustati
kuivaks ja jääki kuumutati portselannõus, kuni mass enam ei muutunud.
a) Arvutage i) kasutatud vask(II)sulfaadi lahuse protsendiline sisaldus ja
lisatud ii) CuSO4, iii) Ba(OH)2, iv) CO2 ja v) (NH4)2SO4 hulgad (mol).
b) Kirjutage lahuses toimunud reaktsioonide võrrandid.
c) Mis ainetest koosneb i) sade nr 1 ja ii) sade nr 2 (kirjutage valemid)?
d) Mis jääb portselannõusse pärast kuumutamist?
(12)
2. Mikroorganismid töötlevad orgaanilisi jääke heitvete bioloogilisel
puhastamisel. Anaeroobsel puhastamisel tekib segu, mis sisaldab umbes
sama palju CO2 ja CH4: 2{CH2O} = 1CH4 + 1CO2. Seda segu nimetatakse
biogaasiks ja see on hinnaline kütus. Oletame, et biolagundatava materjali
{CH2O} sisaldus heitvees on 502 mg/dm3 ja puhastusseade töötab päevas
läbi 250000 dm3 vett. H4, CO2 ja H2O tekkentalpiad gaasifaasis on
vastavalt 74,8 kJ/mol, 393,5 kJ/mol ja 241,8 kJ/mol.
) Kirjutage metaani täieliku põlemise võrrand.
b) Arvutage metaani täieliku põlemise reaktsiooni entalpia.
) Arvutage energia hulk, mis eraldub 1 päeva jooksul biopuhastist kogutud
biogaasi põletamisel.
Tänapäeval saadakse biogaasi ka olmeprügi töötlemisel. Ühest tonnist
prügist on võimalik saada 300 m3 (nt) biogaasi. Kaasaegne puhasti on
võimeline läbi töötama 12 tonni prügi päevas.
d) Arvutage energia hulk, mis eraldub ühe päeva jooksul kaasaegse puhasti
töötamisel kogutud biogaasi põletamisel.
(8)
3. Lubjakivi koostise määramiseks pandi 1,02 g proov reageerima 25,00 cm3
1,101 mol/dm3 soolhappega. Reageerimata jäänud happe liia tiitrimiseks
kulus 24,31 cm3 0,3603 mol/dm3 naatriumhüdroksiidi lahust.
a) Kirjutage välja i) kaltsiumkarbonaadi ja soolhappe, ii) naatriumhüdroksiidi
ja soolhappe vahelise reaktsiooni võrrand.
b) Arvutage lubjakivis sisalduva kaltsiumkarbonaadiga reageerinud
soolhappe moolide arv.
c) Määrake kaltsiumkarbonaadi protsendiline sisaldus lubjakivis.
d) Mitu korda tuleks vähemalt tiitrimist korrata, et saada korrektne tulemus?
e) Milline viga saadakse CaCO3 sisalduse arvutamisel, kui happe liig
tiitritakse 0,06 cm3 võrra üle (võrreldes täpse tiitrimisega)?
(7)
4. Skeemil on toodud raua ühendite
+Ba(OH)2
+H2
+Na
muundumine. Ühendites A, B, E, A
Fe
C -H
D
-BaCO3
+CO
-H2O
2
F ja H on raua protsendiline
+I2 -HI
B +I
sisaldus vastavalt 78%, 29%,
valgus
2
-CO -CO
33%, 31% ja 18%. C on hape. A
G -CO
E
H
F
-CO
ja H on binaarsed ühendid ning
B, E ja F üldvalem on Fex(CO)y. E sisaldab kolme raua aatomit.
Reaktsioonides B C ja B G reageerivad lähteained vahekorras 1 : 1.
Skeemil näitab „+“, millega lähteaine reageerib ja „“ eralduvat saadust.
a) Kirjutage ainete A–H valemid. Esitage vajlikud arvutused.
b) Kirjutage vastavad reaktsioonivõrrandid.
(13)
5. Tavaline pudeliklaas sisaldab Si (35,21%), O (46,81%), Ca (8,37%) ja
elementi X, mis annab klaasile kollase värvuse. Leek värvub kollakaks ka
seda elementi sisaldava aine puistamisel leeki.
a) Leidke tavalise pudeliklaasi summaarne valem.
Orgaaniline klaas on organilise ühendi MMA polümeer, mis sisaldab H, C ja
O aatomeid. MMA summaarse valemi leidmiseks täideti anum (V = 1,00 m3)
hapnikuga (Vm = 22,4 dm3/mol) ning lisati 1 mol . Saadud segu
süüdati. Reaktsiooni lõppedes oli anumas molaarne ruumala 21,0 dm3/mol
ning peale gaaside segu jahtumist ja veeaurude kondenseerumist –
22,91 dm3/mol. Täielikul põlemisel reageeris 13,44% hapnikust.
b) Kirjutage CxHyOz (MMA) täieliku põlemise tasakaalustatud võrrand
kasutades koefitsente x, y, z.
c) Leidke i) ära reageerinud O2, ii) tekkinud vee ja iii) tekkinud CO2 hulgad.
d) Arvutage MMA summaarne valem.
(7)
6. Aine A on igapäevaelus tuntud mittemetalli (tüüpilised oa-d II, 0, IV ja VI)
lihtaine. Kõrgemal temperatuuril reageerib ta vesinikuga, andes gaasi B,
mille vesilahus on happeline. Gaas B põleb õhus andes gaasi C, mille
lahustamisel vees same aine D happelise lahuse. Kui gaasi B põlemisleeki
panna külm ese, kattub see hetkeks kollaka kihiga. 400°C kõrgemal
temperatuuril katalüsaatori (Pt või V2O5) pinnal reageerib gaas C hapnikuga,
andes gaasi E, mis jahutamisel alla 45°C veeldub ja alla 17°C tahkub.
Gaasi E lahustamine vees on väga eksotermiline protsess. Tekib aine F
happeline lahus, mis on tuntud ka konservandina E220. Ca(OH)2 lisamisel
aine F lahusele sadeneb valkjas aine G, mille teatud kristallhüdraati
kasutatakse nii meditsiinis kui ka ehituses. Aines G on 29,4% Ca, 47,0%
hapnikku ja element A. Ühendid B, C ja E on ebameeldiva lõhnaga
mürgised gaasid. Ca(OH)2 ja ühend F reageerivad moolivahekorras 1 : 1.
a) Tuvastage ained A – G. Kirjutage valemid ja nimetused.
b) Joonistage aine C ruumiline struktuurivalem.
c) Kirjutage kõikide tekstis märgitud reaktsioonide võrrandid.
(13)
(Keemiaülesannete lahendamise lahtine võistlus, noorem rühm, 1997. a)
(9 10 )
, , , , , - 8 2008
1. , 0,20 FeCl2, 342 CuSO4,
56,1 CuSO4·5H2O 457 , 2,29 5,0%- Ba(OH)2. 1 .
, 7,2 3 (..).
118 3 20%- (NH4)2SO4 ( = 1,115 /3). 2. ! " " , #.
a) $& i) ' (II) &
" ii) CuSO4, iii) Ba(OH)2, iv) CO2 v) (NH4)2SO4 (
#").
b) *+ # ', "
+" .
c) : " i) 1 ii) 2 (+ )?
d) # # ?
(12)
2. ;& &" <&# &" . > @ # , #
&
CO2 CH4: 2{CH2O} = 1CH4 + 1CO2. E
< , #
## ' . >,
& ' {CH2O} &" "
# 502 /3, &# 250000 3
. E # GH4, CO2 H2O J74,8 K/, J393,5 K/ J241,8 K/.
) *+ ' # .
b) $& @< ' # .
) $& &
@, ## ,
1 & .
# # &< . # & 300 3 (..) . G
12 .
d) $& &
@, ## ,
1 .
(8)
3. K# # # 1,02 25,00 3 1,101 /3 # . K# # +
+
"
24,31 3
3
0,3603 / #.
a) *+ # ' i) '# #
, ii) # # .
b) $& & # , + '#, # #.
c) ' '# #.
d) G + , & &
?
e) L# + &# # CaCO3, + "
0,06 3 + (
< )?
(7)
4. $# " +Ba(OH)2
+H2
+Na
C -H
D
-BaCO3
.
>' A -H O Fe
+CO
2
2
" A, B, E,
B +I +I2 -HI
F H 78%, 29%,
2
-CO -CO
33%, 31% 18%. C - . A H – E
G -CO
H
F
-CO
#, Fex(CO)y - #
B, E F. E . '#" B M C B M G " < + 1 : 1.
* " „+“ , & " , „J“ &
#<# .
a) *+ A–H. >
" &.
b) *+ < # '.
(13)
5. & & Si (35,21%), O (46,81%), Ca (8,37%) @ X, '
. P , @
@, # , # +
# '
.
a) - & & .
& – & # MMA, H, C O. K# # - MMA (V = 1,00 3) (Vm = 22,4 3/) 1 . >&< . > & ' # Q 21,0 3/, # ' #
– 22,91 3/. K# # "
13,44%
.
b) *+ # CxHyOz (MMA), #
@' x, y, z.
c) * &
i) + O2, ii) +# iii) +# CO2.
d) $& - MMA.
(7)
6. A – + ("
# JII, 0, IV VI). > , # B, . R B ", # C, &< D. P # # B "
, - # . >
+ 400°C " (Pt V2O5) C
, # E, " 45°C
# 17°C . $
E – &
@& '. # F, E220. > Ca(OH)2 F
# G, < ', . G # 29,4% Ca, 47,0%
@ A. B, C E – #
#
". Ca(OH)2 F < + 1 : 1.
a) A – G. *+ #.
b) * < < C.
c) *+ & # '.
(13)
( , +# , 1997 )