KEEMIAÜLESANNETE LAHENDAMISE LAHTINE VÕISTLUS

KEEMIAÜLESANNETE LAHENDAMISE LAHTINE VÕISTLUS
Noorem rühm (9. ja 10. klass)
Tallinn, Tartu, Kuressaare, Narva, Pärnu, Kohtla-Järve 7. november 2009
5)
1. Kirjutage välja skeemil kujutatud
reaktsionide 1.-8. tasakaalus1)
tatud võrrandid.
(8) Ba
4)
BaCl2
6)
8)
3)
Ba(OH)2
BaCO3
7)
2. Tööstuslikult saadakse hapet A gaaside B ja C omavahelisel reageerimisel.
Gaasid B ja C sisaldavad mõlemad vaid ühte elementi. Element, millest
koosneb gaas B, on universumis levinuim element. Gaasis C sisalduv
element on aga mõnede puhastusvahendite koostises. Lisades happe A
vesilahusele leelist D (%(metall) = 57,5), tekib vees lahustuv sool E. Soola
E elektrolüüsil veest tekivad gaasid B ja C ning seda meetodit kasutatakse
gaasi C tootmisel. Soola E vesilahusele hõbenitraadi lisamisel tekkis valge
sade F. Soola E raputamisel leeki värvus leek kollaseks. Soolas G
(%(metall) = 23,5) sisalduvad elemendid kuuluvad perioodilisustabelis
samadesse rühmadesse kui soolas E sisalduvad elemendid. Soola G
väävelhappega
hapestatud
vesilahusele
lisati
vesinikperoksiidi
(oksüdeerija) ning seejärel tärklist. Lahus värvus siniseks. Sool G muutis
leegi värvuse violetseks.
Kirjutage ainete A-G valemid ja nimetused ning kõikide toimunud
reaktsioonide võrrandid (5 tükki).
(12)
BaO
2)
3. Sulfitioon on jookides kasutatav konservant, mis kaitseb toiduaineid
oksüdeerumise eest. Konserveerimise põhimõte on lihtne: sulfitioon
reageerib hapnikuga, mis muidu oksüdeeriks toidu koostisosi. Samas võib
sulfit põhjustada allergiat. Maksimaalseks lubatud (NH4)2SO3 sisalduseks
veinis on 0,2 g (NH4)2SO3 1 dm3 veini kohta. Veinipudelis on 0,75 dm3 veini,
mis sisaldab ruumala järgi 12% etanooli (C2H5OH, ρ = 0,789 g/cm3).
Etanooli pikaaegsel kokkupuutel õhuga tekib äädikhape (CH3COOH).
a) Kirjutage ja nimetage viis ainet, kus väävli oksüdatsiooniaste on erinev.
b) Miks ei saa sulfitiooni asemel kasutada sulfiidi või vesiniksulfiidi?
c) Milline on äädikhappe nomenklatuurne nimetus? Kirjutage sulfitiooni ja
etanooli oksüdeerumise reaktsioonide tasakaalustatud võrrandid:
i) sulfitioon + hapnik = sulfaatioon,ii) etanool + õhk = äädikhape + vesi.
d) Arvutage: i) etanooli moolide arv ühes veinipudelis, ii) sulfiti moolide arv,
mis kuluks selleks, et kaitsta oksüdeerumise eest kõiki ühes veinipudelis
sisalduvaid etanooli molekule, iii) suurim (NH4)2SO3 moolide arv, mis
võib sisalduda ühes veinipudelis, iv) maksimaalselt mitu protsenti veinis
sisalduvast etanoolist on (NH4)2SO3 abil oksüdeerumise eest kaitstud.
(12)
4. Lahus A valmistati 10 g CuSO4·5H2O lahustamisel 230 cm3 vees (tihedus
1,00 g/cm3). Lahus B on 5,0% K2SO4 lahus. Kasutades lahuseid A ja B pidi
Kalle valmistama 200 g SO24 − ioonide suhtes 2,0 protsendilist lahust.
a) Mitu grammi sulfaatioone sisaldub 200 g valmistatavas lahuses?
b) Arvutage SO24 − ioonide massiprotsendiline sisaldus lahustes A ja B.
c) Mitu grammi tuleb võtta kumbagi lahust, et saada 200 g lõpplahust? (10)
5. Taavi leidis laualt nelja lahuse purgid (1-4). Iga lahus sisaldas ainet, mille
valem koosnes ainult ühest katioonist ja anioonist. Eri purkides ükski
katioon ja anioon ei kordunud. On teada, et lahuste 1 ja 2 koostises olevate
anioonide molaarmasside summa on 187,9 g/mol ja molaarmasside vahe
65,9 g/mol. Lahuste 2 ja 4 kokkuvalamisel eraldus gaas A, mis on õhust
1,518 korda raskem ( Mr ( õhk ) = 29,0 ). Neljast anioonist olid kolm
üheaatomilised ja nende koostiselemendid paiknevad perioodilisussüsteemi
rühmas järjest üksteise all. Analoogiliselt paiknevad ka kolme
üheaatomilise katiooni koostiselemendid ühes rühmas järjest üksteise all.
Lahuse 4 koostises oleva aniooni ja lahuse 2 koostises oleva katiooni
koostiselemendid asuvad samas perioodis. Lahuse 3 koostises olev katioon
koosneb kahest elemendist B ja C, kusjuures B sisaldus katioonis on
22,3%. Elementi B sisaldavad ühtlasi nii lahuse 2 koostises olev anioon kui
ka lahuse 3 koostises olev katioon. Üks anioon on vesiniksoola koostises.
a) Arvutage: i) gaasi A molaarmass, ii) lahustes 1 ja 2 sisalduvate
anioonide molaarmassid. iii) Tuvastage arvutustega lahuse 3 koostises
olev katioon. iv) Kirjutage lahuste 2 ja 4 kokkuvalamisel toimuva
reaktsiooni võrrand ioonsel kujul.
b) Kirjutage igas lahuses (1-4) sisalduva katiooni ja aniooni valem.
(10)
6. Enim kasutatud valge värvi pigment on TiO2. Pulbrilise titaandioksiidi
tootmisel kasutatakse peamiselt kloriidi meetodit. Lähtutakse tavaliselt
rutiilist (üle 90% TiO2). Esimeses etapis segatakse maak söega ja juhitakse
reaktorist läbi kloori (900°C), kuni kogu TiO2 ja lisandid (Fe) on viidud
kloriidide kujule ning süsinik oksüdeerunud. Seejärel kogutakse kokku
titaan(IV)kloriid (TK = 136,4°C) ja destilleerimisega puhastakse titaan(IV)kloriid viimastest lisanditest. Viimases etapis reageerib titaan(IV)kloriid
hapnikuga. Eralduvat kloori kasutatakse maagi töötlemisel uuesti.
a) Kirjutage klooridi meetodis kasutavate reaktioonide võrrandid:
rutiil (TiO2) → titaan(IV)kloriid → valge pigment.
b) Tehas tootis 2,0 tonni maaki (TiO2 sisaldus 95%). Mitu kg pigmenti on
võimalik maagist saada, kui protsessi kaod on 15%?
c) Tootmises kasutati 2500 m3 Cl2. Igas tsüklis on Cl2 kaod 11% (Cl2 reageerib lisanditega). Mitu m3 on Cl2 jäänud alles peale kolmandat tsüklit?
d) Valge värvi pigment tekib ka titaan(IV)kloriidi hüdrolüüsil – teiseks
saaduseks on HCl. Kirjutage hüdrolüüsi võrrand. Miks eelistakse
tootmises titaan(IV)kloriidi hüdrolüüsimise asemel „põletamist“?
(8)
(9 10 )
, , , , , - 7 2009
1. 1.-8. 1)
.
(8) Ba
5)
4)
BaCl2
6)
8)
3)
Ba(OH)2
BaCO3
7)
2. A B C !" . #
B C "!
" . $
, B,
. $
, "!% C, "
% "
. & " % D
(%(
) = 57,5) " A "
E. & " E B C, " " "
C. * " E "
" F. & E !
. +"!% G (%(
) = 23,5)
"
" ! , ,
"!% E. / " " G "
" "" (
), , . + G .
%
A-G, ! "% (5 ).
(12)
BaO
2)
3. +
- , "
%
%
"
. & : - ", "
. 4" .
6 "
"! (NH4)2SO3 0,2 (NH4)2SO3 1 "3 . - 0,75 "3 , "!
12%
; (C2H5OH, U = 0,789 /3). & "
" (CH3COOH).
a) %
, " .
b) & - " ""?
c) @ ? - :
i) - + " = -, ii) + " =
= + ".
d) B
: i) " ,
ii) -, " " %
, "!% " ,
iii) "
(NH4)2SO3, !
"!
" , iv) "!% !
%% (12)
% (NH4)2SO3.
4. B
A 10 CuSO4·5H2O 230 c3 " (
1,00 /c3). B
B - 5,0%- K2SO4. E A B,
@ "! 200 2,0%- SO24 .
a) + - "!
200 ?
b) B
"! SO24 A B.
c) + !" ! , 200 ?
(10)
5. F (1-4). @!" "! %
, " "
. " . E
, , "% 1 2, 187,9 /, 65,9 /. & 2 4 " A, 1,518 ! "
( Mr " 29,0 ). E "
, "
" " " " " .
I " " " " "
. $
, "% 4, , "% 2, "
" ". @
,
"!% 3, " B C, " "! B
22,3%. $
B "!
" 2 3. 4" "
.
a) B
: i) A, ii) ,
"!% 1 2. iii) 4"
% ,
"% 3. iv) " , "% 2 4.
b) "!% !" (1-4).
(10)
6. TiO2. &
"
" " ", " ( 90% TiO2). " (900°C) " ,
TiO2 (Fe) % " ".
L
" (IV) (TK = 136,4°C) "
%
" . " " (IV) ". "% " ".
a) " ":
(TiO2) P " (IV) P .
b) L" 2,0 " ("! TiO2 95%). + ! ", 15%?
c) & "
2500 3 Cl2. !" Cl2
11% (Cl2 ). + 3 Cl2 ?
d) &
! " " (IV) –
"
HCl. ".
& " " (IV) (8)
«!»?