Пробни контролни В — изазовни задаци за петицу

\documentclass[a4paper,11pt]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T2A]{fontenc}
\usepackage[serbianc]{babel}
\usepackage[margin=2.5cm]{geometry}
\usepackage{amsmath,amssymb,amsthm}
\usepackage{array,booktabs,tabularx,graphicx}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc,angles}

\newtheorem{theorem}{Теорема}
\newcommand{\len}[1]{\lvert #1\rvert}

\DeclareUnicodeCharacter{2192}{\ensuremath{\rightarrow}}
\DeclareUnicodeCharacter{2212}{\ensuremath{-}}
\DeclareUnicodeCharacter{00B3}{\textsuperscript{3}}
\DeclareUnicodeCharacter{00B0}{\ensuremath{^\circ}}
\DeclareUnicodeCharacter{00B7}{\ensuremath{\cdot}}
\begin{document}

\begin{center}
  {\large\bfseries Увод у хемију и лабораторијски рад} \\[2pt]
  {\small Пробни контролни В — изазовни задаци за петицу}
\end{center}

Време: 60 минута. Укупно: 100 поена, 10 задатака по 10. Ради на папиру без скрипте; решења отвори тек на крају. Пиши поступак и образложење где се траже. Број без јединице није потпун резултат.

Ово су ауторски пробни задаци из области обухваћених достављеном свеском и књигом. Нису предвиђање наставникових питања. Тежина је у повезивању познатих појмова, а не у новом градиву.

\paragraph{Задаци}
\begin{enumerate}
  \item Безбојна течност L после испаравања оставља бели остатак. Ученик изводи три закључка: (1) L је чиста вода; (2) остатак је сигурно кухињска со; (3) испаравањем је настала нова супстанца. За сваки закључак објасни зашто није доказан. Наведи један познат пример који објашњава цело запажање без хемијске реакције. Претпостави да су посуда и прибор били чисти. (10 поена)
  \item Ученици испитују да ли уситњавање убрзава растварање шећера. A ставља 5 g уситњеног шећера у 100 mL топле воде и меша; Б ставља коцку од 5 g у 50 mL хладне воде и не меша. A се раствори брже. Може ли се разлика приписати само уситњавању? Осмисли поправљено поређење, наведи шта би мерио и како би проверио поузданост резултата. (10 поена)
  \item Из исте течности на истој температури узета су три узорка. Измерено је: 10 cm³ и 8 g; 20 cm³ и 16 g; 30 cm³ и 29 g. Који пар одступа од прва два? Ако је запремина трећег тачна, колика би била очекивана маса према прва два мерења и за колико се разликује од записане? Ученик каже: „Доказано је да трећи узорак није иста течност.“ Да ли је његов закључак једино могуће објашњење? Наведи други могући узрок и шта би проверио. (10 поена)
  \item Треба загрејати познат узорак алкохола са 20 °C на 30 °C. Ученик бира пламеник, чашу затвара чврстим чепом и температуру проверава додиром. Пронађи три грешке, наведи принцип исправног поступка под наставниковим надзором и израчунај пораст температуре. Да ли је ова промена сама по себи хемијска? (10 поена)
  \item На хладном прозору појављују се капљице; на још хладнијој површини водена пара прелази непосредно у иње; лед непосредно прелази у водену пару без течне фазе. Именуј три фазна прелаза и полазно и крајње стање. Зашто ниједан опис сам по себи не значи хемијско разлагање воде? (10 поена)
  \item Тврдња гласи: „Ако се промена не може лако вратити, она је хемијска; ако се може вратити, она је физичка.“ Покажи једним примером из градива да правило није поуздано. Затим примени исправан критеријум на ломљење стакла, растварање соли у води и рђање ексера. (10 поена)
  \item На два затворена суда пише само „бели прах“. Ученик предлаже да оба проба, помирише директно и загреје да би их препознао. Састави бољи одговор: шта најпре недостаје, зашто три предложена поступка нису прихватљива и зашто чак ни једнака боја и растворљивост не доказују да је у оба суда иста супстанца? (10 поена)
  \item У књизи су за парове (m, V) дате вредности (1,2 g, 10 cm³), (1,4 g, 14 cm³), (1,6 g, 18 cm³), (1,8 g, 19 cm³), (2,0 g, 21 cm³). Нацртај график V у зависности од m са означеним осама и свим тачкама. Оцени: „Запремина расте са масом“ и „Сви парови доказују исту густину“. Не исправљај дате податке. (10 поена)
  \item У огледу са сирћетом и содом бикарбоном балон се надува. Разврстај исказе на запажање, оправдано објашњење уз знање о реакцији и неподржан закључак: (а) појављују се мехурићи; (б) балон је већи; (в) настао је угљен-диоксид; (г) сваки гас који надува балон мора бити угљен-диоксид; (д) свако мешање две супстанце је хемијска реакција. За (д) дај контрапример. (10 поена)
  \item Напиши кратко научно образложење, до шест реченица, које повезује Лавоазјеов приступ мерењу с добрим извештајем о огледу данас. Укључи: број и јединицу, поновљив поступак, разлику запажања и закључка, пример претераног закључка и начин његове провере. (10 поена)
\end{enumerate}
\noindent\textit{Решења.}

\noindent\textbf{1.} (1) Остатак не одговара очекивању за чисту воду без примеса; изглед течности не доказује чистоћу.; (2) Много супстанци је бело. Боја није довољна за идентификацију остатка.; (3) Могуће је да је чврста супстанца била растворена и остала после испаравања растварача.; Познат пример је раствор кухињске соли у води: испаравање воде оставља со, без настајања нове супстанце. То је могуће објашњење, а не доказ идентитета непознатог узорка.; Бодовање: По 2 за три критике, 2 за пример и 2 за разлику могућег објашњења и доказа.; \textbf{Решење:} Једно запажање не оправдава три различите тврдње о саставу и реакцији.

\noindent\textbf{2.} Не. Поред уситњености разликују се температура, запремина воде и мешање.; У обе посуде треба ставити исту масу истог шећера, једнаку запремину воде исте температуре и мешати на исти начин; једина намерна разлика је величина комада.; Мери се време до потпуног растварања по истом критеријуму. Понављање повећава поузданост поређења.; Бодовање: 3 за три спорне разлике, 4 за поправљен поступак, 2 за мерену величину и 1 за понављање.; \textbf{Решење:} Закључак о једном утицају захтева да остали важни услови буду једнаки.

\noindent\textbf{3.} Прва два дају $\rho=8/10=16/20=0{,}8\,\mathrm{g/cm^3}$. Трећи одступа.; Очекивана маса трећег је 0,8 · 30 = 24 g, а разлика је 5 g.; Могућ је другачији узорак, али и грешка мерења или преписивања, нпр. неодузета маса суда. Треба проверити запис, тарирање и поновити мерење, а не изабрати један узрок без доказа.; Бодовање: 3 за густине и одступање, 3 за очекивану масу и разлику, 2 за алтернативу и 2 за проверу.; \textbf{Решење:} Одступање је утврђено; његов узрок још није.

\noindent\textbf{4.} Алкохол је запаљив: не загрева се непосредно отвореним пламеном. Користи се прописан безбедан начин, нпр. водено купатило без отвореног пламена у близини.; Не загрева се чврсто затворен суд: загревањем и испаравањем расте притисак. Температура се мери термометром, не руком.; Пораст је 30 − 20 = 10 °C. Само повећање температуре, без настанка нове супстанце, физичка је промена.; Бодовање: По 2 за три грешке са исправкама, 2 за разлику температура и 2 за врсту промене.; \textbf{Решење:} Избор поступка зависи од запаљивости, испаравања и правилног мерења.

\noindent\textbf{5.} Капљице: кондензовање, гасовито → течно.; Иње директно из паре: десублимовање, гасовито → чврсто.; Лед директно у пару: сублимовање, чврсто → гасовито.; Бодовање: По 2 за три назива са стањима, 4 за образложење заједничког критеријума.; \textbf{Решење:} У сва три случаја вода остаје иста супстанца; мења се агрегатно стање.

\noindent\textbf{6.} Поломљено стакло не враћамо лако у првобитну чашу, али ломљење није створило нову супстанцу. То је довољан контрапример правилу.; Ломљење стакла и растварање соли у овом школском примеру су физичке промене.; Рђање је хемијска промена: настају нове супстанце. Критеријум је промена хемијског идентитета, а не лакоћа враћања.; Бодовање: 3 за контрапример, по 1 за три класификације и 4 за разлоге и исправан критеријум.; \textbf{Решење:} Контрапример обара опште правило; затим се користи исправан критеријум.

\noindent\textbf{7.} Недостају поуздана идентификација, етикете са опасностима и наставниково упутство; необележени узорци се не користе самостално.; Пробање може изазвати тровање; директно мирисање излагање штетним парама или честицама; непланско загревање непознатог узорка може ослободити опасне материје.; Више супстанци дели нека физичка својства. Поклапање два својства сужава могућности, али не доказује идентитет.; Бодовање: 2 за недостајуће податке, по 2 за три поступка и 2 за ограничење идентификације.; \textbf{Решење:} Познавање својстава не замењује идентификацију и упутство за рад.

\noindent\textbf{8.} Хоризонтално је m у g, вертикално V у cm³. Уносе се тачно свих пет парова; не морају лежати на правој.; Прва тврдња важи за дате парове: свако наредно V је веће.; Друга не важи: већ 1,2 : 10 = 0,12 g/cm³ и 1,4 : 14 = 0,10 g/cm³ нису једнаке густине. Овде не доказујемо шта је узрок разлике.; Бодовање: 2 за осе са јединицама, 3 за пет тачака, 2 за прву тврдњу и 3 за другу са рачуном.; \textbf{Решење:} Раст две величине није исто што и сталан однос тих величина.
\begin{center}
\begin{tikzpicture}[x=0.024cm,y=-0.024cm, every node/.style={font=\small}]
\draw (60,25) -- (60,310) -- (480,310);
\draw (60,306) -- (60,314);
\draw (136,306) -- (136,314);
\draw (212,306) -- (212,314);
\draw (288,306) -- (288,314);
\draw (364,306) -- (364,314);
\draw (440,306) -- (440,314);
\draw (56,250) -- (64,250);
\draw (56,190) -- (64,190);
\draw (56,130) -- (64,130);
\draw (56,70) -- (64,70);
\draw (284,186) -- (292,194);
\draw (284,194) -- (292,186);
\draw (322,138) -- (330,146);
\draw (322,146) -- (330,138);
\draw (360,90) -- (368,98);
\draw (360,98) -- (368,90);
\draw (398,78) -- (406,86);
\draw (398,86) -- (406,78);
\draw (436,54) -- (444,62);
\draw (436,62) -- (444,54);
\node at (470,345) {m (g)};
\node at (94,17) {V (cm³)};
\node at (60,335) {0};
\node at (136,335) {0,4};
\node at (212,335) {0,8};
\node at (288,335) {1,2};
\node at (364,335) {1,6};
\node at (440,335) {2};
\node at (35,255) {5};
\node at (35,195) {10};
\node at (35,135) {15};
\node at (35,75) {20};
\end{tikzpicture}
\end{center}

\noindent\textbf{9.} (а) и (б) су запажања.; (в) је објашњење засновано на познавању ове реакције, а не само на изгледу балона.; (г) је неосновано: и ваздух може надувати балон. (д) је нетачно: мешање песка и соли даје смешу без хемијске реакције.; Бодовање: По 1 за (а) и (б), 2 за (в), 2 за (г), 2 за (д) и 2 за контрапример.; \textbf{Решење:} Порекло гаса и настајање нове супстанце морају се образложити.

\noindent\textbf{10.} Пример: „Лавоазјеов значај је у систематској примени прецизних мерења у хемији. Резултат мора имати број и јединицу, нпр. 18 mL. Поступак и услови морају бити описани тако да се оглед може поновити. Мехурићи су запажање, а тврдња о настанку новог гаса је закључак. Сами мехурићи не доказују реакцију, јер постоје и при кључању воде. Закључак проверавамо познавањем полазних супстанци, поновљеним огледом и доказима о својствима насталог гаса.“; Бодовање: По 2 за сваку од пет тражених веза; пуко набрајање без смислене везе носи највише половину.; \textbf{Решење:} Важи и другачији тачан пример ако су свих пет веза јасне.


\section*{Како да провериш рад}

Бодуј по наведеним ставкама; признај свако научно тачно образложење истог смисла. Ако је само крајњи број тачан, не додељуј поене за поступак који није написан. За исти узрок рачунске грешке не кажњавај поново сваки наредни корак ако је поступак доследан.

Циљ за сигурну припрему: најмање 90/100 уз правилно разликовање својства и промене, елемента/једињења/смеше, запажања и закључка. То је критеријум за вежбу, не наставникова скала оцена нити гаранција оцене. Испод 90: врати се на конкретне појмове у којима грешиш, па сутра понови те задатке без гледања.

\section*{Извори и разјашњења}
\noindent\textbf{Порекло задатака.} Нови задаци прате садржај оба достављена извора. Бројчани подаци у огледима су за вежбу, осим изричито наведене табеле са стр. 41 уџбеника.

\end{document}