10.14.2017

CONCURSUL DE CHIMIE IChemist 2017, editia III

                                          
6 mai 2017
Clasa a VII-a


Problema II. „Fierul” (36 p)
Fierul este în prezent cel mai utilizat metal, reprezentând 95% (după masă) din producția mondială de metale.
De asemenea, fierul este un element indispensabil vieții, el intrând în componența hemoglobinei – pigmentul respirator prezent în eritrocite. Cel mai des întâlnit tip de hem este Hemul B. Formula moleculară a acestuia este CxHyOzNwFe.
1.    Identificați formula moleculară a hemului B, dacă se știe că: (x-2):y = 1, y:z = nr. grupei în care se află fierul, x-(z+w) = nr. atomic al fierului, iar masele de azot și fier din moleculă sunt egale.        (3p)
Rezolvare:



Răspuns: Formula hemului B este: ...........................................
2. Calculați masa moleculară relativă a hemului.                                                                          (2p)

3.    Stabiliți conținutul de fier (în procente) în hemoglobină.                                              (2p)
Rezolvare:


Răspuns: ω(Fe) =.............%
4.    În compoziția hemului intră cationul Fe2+. Acesta conține: (încercuiți litera corespunzătoare răspunsului corect)   (1p)
a.    26 p+, 26 n0, 24 e;
b.    56 p+, 56 n0, 54 e;
c.    26 p+, 30 n0, 24 e;
d.    26 p+, 30n0, 28 e.

     În 55,845 g Fe se găsesc 6,022·1023 atomi. Aceștia sunt aranjați regulat, sub forma unei rețele cristaline cu o structură cubică centrată intern, așa cum se vede în figura 1(a). Latura cubului are dimensiunea de 286,65 pm (1pm=10-12m).
5.    Legătura chimică ce asigură stabilitatea acestei rețele se realizează prin: (încercuiți litera corespunzătoare răspunsului corect)                                                                                   (1p)
a.    cupluri comune formate de electronii de valență;
b.    forțele de atracție electrostatică dintre cationi și anioni de fier;
c.    forțe de atracție electrostatică dintre cationii de fier și norul electronic format de electronii de valență.
6.    Calculați care este masa reală (în kg) a unui atom de fier.                                                    (2p)
Rezolvare:

Răspuns: m(Fe) =.................kg
7.    Calculați densitatea fierului (în kg/m3), considerând că între atomi nu există spații libere.       (5p)
Rezolvare:




Răspuns: ρ(Fe) =........... kg/m3
     Fierul pur nu prezintă importanță practică, fiind un metal cu duritate mică. În schimb, aliajele fierului cu carbonul numite fontă și oțel sunt materialele metalice cele mai utilizate în tehnică. Fonta este aliajul fierului cu 2-5% carbon, iar oțelul, aliajul fierului cu sub 2 % carbon. În afară de fier și carbon, atât fontele cât și oțelurile, mai conțin, în cantități mici, și alte elemente.
     Analizând compoziția unui aliaj de fier s-a determinat că acesta conține 12,6 kg de carbon și 336,4 kg de fier pur.
8.    Determinați dacă aliajul analizat este fontă sau oțel.                                                                                                     (2p)
Rezolvare:


Răspuns: aliajul este ..................
     Pentru producerea acestui aliaj se utilizează ca materie primă diverși oxizi de fier prezenți în natură sub formă de minereuri. Unul dintre minereurile de fier conține fier și oxigen în raportul de masa de 7:3.
9.    Determinați formula moleculară a oxidului prezent în minereu.                                                 (3p)
Rezolvare:


Răspuns: formula oxidului este ..................
10. Calculați masa de oxid de fier care este necesară pentru a produce aliajul analizat la punctul 8.  (3p)
Rezolvare:


Răspuns: m(oxid)= .................
     În contact cu aerul umed, fierul se acoperă cu un strat poros de culoare roșu-cărămizie, numit rugină. Procesul acesta duce la scăderea rezistenței mecanice a obiectelor confecționate din fier. Rugina este un compus în care se conține:   62,92 % fier, 35,96% oxigen și restul hidrogen.
11. Determinați formula moleculară a compusul prezent în rugină.                                      (3p)
Rezolvare:


Răspuns: formula ruginei este ..................
12. Valența fierului în compusul ce constituie rugina este:  (încercuiți litera corespunzătoare răspunsului corect)        (1p)
a.      II,                    b. III                 c. VI                 d. VIII
13. Propuneți o formula de structură (formula grafică) pentru compusul numit rugină, considerând că toate legăturile sunt covalente.        (1p)

     O bară de fier se transformă în rugină în proporție de 35%. Bara ruginită cântărește 168,4 g.
14. Determinați masa inițială a barei de fier.                                                                  (3p)
Rezolvare:




Răspuns: minițială(bară)=..................
15. Calculați numărul atomilor de fier care părăsesc bara sub formă de rugină.                 (3p)
Rezolvare:




Răspuns: N(Fe)=..................




Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu