Aby określić pH wodnych roztworów NaNO2 i NaNO3, dwa kawałki żółtego uniwersalnego papierka wskaźnikowego zanurzono w roztworach, jak pokazano na poniższym schemacie.
5.1. (0-1)
Wyniki eksperymentu przedstawiono na poniższych fotografiach.
Określ, który uniwersalny papierek wskaźnikowy (A czy B) został zanurzony w wodnym roztworze w probówce I.
5.2. (0-1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której odczyn jednego z badanych roztworów zmienił się na zasadowy. Zastosuj teorię kwasów i zasad Brønsteda-Lowry'ego.
Wodorki to związki chemiczne wodoru z innymi pierwiastkami chemicznymi. Wodorki można podzielić między innymi na wodorki metali i niemetali, a także na wodorki zasadowe, kwasowe i obojętne, zgodnie z ich charakterem chemicznym.
3.1. (0–1)
Uporządkuj następujące wodorki
LiH,
HBr,
NH3,
H2S
zgodnie ze wzrostem ich charakteru zasadowego.
3.2. (0–1)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji wodorku litu z wodą.
Kwas asparaginowy w roztworze wodnym może występować w postaci czterech form
jonowych różniących się ładunkiem.
Wodny roztwór kwasu asparaginowego zakwaszono do pH = 1, a następnie miareczkowano
roztworem wodorotlenku sodu. Podczas tego procesu kwas asparaginowy ulegał
deprotonacji zgodnie z poniższym schematem:
Asp+OH–1. Asp0OH–2. Asp–OH–3. Asp2–
W powyższym schemacie zaznaczono sumaryczne ładunki elektryczne poszczególnych form
tego aminokwasu. Forma kwasu asparaginowego oznaczona Asp0 to jon obojnaczy.
Napisz równanie reakcji 2. zachodzącej podczas przemiany jonu obojnaczego Asp0
w jon Asp–. Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz wzory brakujących grup.
Etap 1. W probówce zmieszano bezbarwne wodne roztwory bromianu(V) potasu oraz bromku potasu. Następnie do mieszaniny dodano kilka kropli kwasu siarkowego(VI). Na zdjęciu obok przedstawiono wynik tego etapu doświadczenia.
Etap 2. Do mieszaniny otrzymanej w etapie 1. wprowadzono toluen – metylobenzen – (𝑑 = 0,86 g ∙ cm−3). Probówkę zamknięto korkiem, a następnie ciecze wymieszano. Na zdjęciach obok przedstawiono wygląd zawartości probówki przed wymieszaniem oraz po wymieszaniu.
przed wymieszaniem
po wymieszaniu
Etap 3. Otrzymaną w etapie 2. mieszaninę pozostawiono na pewien czas w nasłonecznionym miejscu. Na zdjęciu obok przedstawiono wynik tego etapu doświadczenia.
Napisz równanie reakcji, która zaszła podczas etapu 3. przeprowadzonego
doświadczenia, jeśli stosunek molowy reagentów wynosi 1:1. Zastosuj wzory
półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.
Etap 1. W probówce zmieszano bezbarwne wodne roztwory bromianu(V) potasu oraz bromku potasu. Następnie do mieszaniny dodano kilka kropli kwasu siarkowego(VI). Na zdjęciu obok przedstawiono wynik tego etapu doświadczenia.
Etap 2. Do mieszaniny otrzymanej w etapie 1. wprowadzono toluen – metylobenzen – (𝑑 = 0,86 g ∙ cm−3). Probówkę zamknięto korkiem, a następnie ciecze wymieszano. Na zdjęciach obok przedstawiono wygląd zawartości probówki przed wymieszaniem oraz po wymieszaniu.
przed wymieszaniem
po wymieszaniu
Etap 3. Otrzymaną w etapie 2. mieszaninę pozostawiono na pewien czas w nasłonecznionym miejscu. Na zdjęciu obok przedstawiono wynik tego etapu doświadczenia.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas etapu 1. przeprowadzonego doświadczenia.
W czterech zlewkach znajdowały się – w losowej kolejności – bezbarwne wodne roztwory różnych soli: węglanu sodu, azotanu(V) ołowiu(II), jodku potasu i siarczanu(VI) cynku. W każdej zlewce był roztwór innej soli. Roztwory tych soli oznaczono numerami I–IV. W celu identyfikacji zawartości każdej zlewki przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie.
Etap 1. Roztwór I wprowadzono do trzech probówek, a następnie do każdej z nich dodano po około 2 cm3 roztworu II, III i IV. Analogicznie postąpiono z pozostałymi roztworami:
do roztworu II dodano roztwory I, III i IV
do roztworu III dodano roztwory I, II i IV
do roztworu IV dodano roztwory I, II i III.
Wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli.
Etap 2. Niewielkie objętości roztworów I–IV przelano do czterech probówek i zbadano ich odczyn przy użyciu alkoholowego roztworu błękitu bromotymolowego. Poniżej przedstawiono wyniki przeprowadzonego doświadczenia.
15.1. (0–2)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które zaszły przy użyciu roztworu III w etapie 1. przeprowadzonego doświadczenia.
15.2. (0–1)
Napisz równanie reakcji decydującej o odczynie roztworu IV. Wpisz do schematu wzory odpowiednich drobin. Zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda.
W wyniku kontaktu ze skałami i z glebą woda wzbogaca się m.in. w związki wapnia. Obecność tych związków w wodzie jest przyczyną zwiększonej twardości. Twardość węglanową (przemijającą) można usunąć przez gotowanie, co prowadzi do przechodzenia wodorowęglanu wapnia w osad węglanu.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zachodzi podczas gotowania twardej wody zawierającej wodorowęglan wapnia.
Molową entalpię spalania butan-1-olu można wyznaczyć doświadczalnie. W tym celu szklany palnik napełnia się butan-1-olem, a następnie waży. Za pomocą tak przygotowanego palnika ogrzewa się kolbę zawierającą wodę o znanej masie. Proces spalania alkoholu prowadzi się przez pewien czas, przy czym stale kontroluje się za pomocą termometru temperaturę wody w kolbie. Na zakończenie doświadczenia palnik waży się powtórnie.
Przeprowadzono opisane doświadczenie i na podstawie zmiany temperatury wody określono, że w tym doświadczeniu woda pobrała 𝑄 = 50 400 J energii cieplnej pochodzącej ze spalania butan-1-olu.
W tabeli poniżej zestawiono dane z pomiaru masy palnika podczas doświadczenia.
Masa palnika napełnionego butan-1-olem
219,80 g
Masa palnika po zakończeniu doświadczenia
218,32 g
11.1. (0–1)
Napisz równanie reakcji spalania całkowitego butan-1-olu. Zastosuj wzory sumaryczne substratów i produktów.
11.2. (0–2)
Na podstawie efektu cieplnego reakcji (𝑄) można obliczyć entalpię reakcji (Δ𝐻).
Oblicz molową entalpię spalania butan-1-olu. Pomiń straty ciepła. Wynik zapisz w zaokrągleniu do liczb całkowitych oraz z jednostką kJ·mol‒1. Uwzględnij odpowiedni znak entalpii reakcji.
Wodorotlenki metali ciężkich są nietrwałe i łatwo ulegają rozkładowi. W celu zbadania jednej z takich reakcji przeprowadzono następujące doświadczenie: w warunkach beztlenowych z roztworu FeCl2 wytrącono wodorotlenek żelaza(II). Po pewnym czasie stwierdzono, że z mieszaniny poreakcyjnej wydziela się bezbarwny gaz, który zapala się wybuchowo. Po ustaniu objawów reakcji jej stały produkt odsączono i całkowicie usunięto z niego wodę. Badanie składu tego związku wykazało, że jest to tlenek, zawierający 72,36% masowych żelaza.
Na podstawie: M. Ma, Y. Zhang, Z. Gou i N. Gu, Nanoscale Research Letters, 8 (2013) 16.
10.1. (0–2)
Na podstawie obliczeń ustal wzór otrzymanego tlenku żelaza.
10.2. (0–1)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji rozkładu wodorotlenku żelaza(II), której produktem jest opisany tlenek.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym do probówki z wodnym roztworem soli pewnego metalu M (zdjęcie 1.), wprowadzono wodny roztwór wodorotlenku potasu o niewielkim stężeniu (etap I) i stwierdzono, że wytrącony osad nie roztwarza się w nadmiarze odczynnika (zdjęcie 2.). Do otrzymanej mieszaniny wkroplono stężony wodny roztwór amoniaku (etap II). W wyniku reakcji powstały jony o wzorze [M(NH3)4]2+. Wygląd zawartości probówki po zakończeniu doświadczenia przedstawiono na zdjęciu 3.
Spośród soli, których wzory wymieniono poniżej, zaznacz tę, której roztwór mógł znajdować się w probówce na początku doświadczenia.
AgNO3
CrCl3
CuSO4
FeCl3
MnSO4
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła w etapie I opisanego doświadczenia.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zaszła w etapie II opisanego doświadczenia.
Kwas winowy jest stałą, krystaliczną substancją, dobrze rozpuszczalną w wodzie.
Wodorowinian potasu KHC4H4O6, zwany kamieniem winnym, jest solą trudno rozpuszczalną
w wodzie. Roztwarza się w wodnym roztworze wodorotlenku potasu.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zachodzi podczas roztwarzania
wodorowinianu potasu w wodnym roztworze wodorotlenku potasu. Zastosuj wzory
półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Poniżej przedstawiono wzory dwóch kwasów dikarboksylowych występujących
w przyrodzie.
Napisz równanie reakcji kwasu winowego z alkoholem metylowym w obecności kwasu
siarkowego(VI), w której powstaje produkt zawierający w cząsteczce sześć atomów
węgla. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Propan-1-ol oraz wyższe alkohole pierwszorzędowe można otrzymać w procesie
hydroformylowania alkenów terminalnych. Reakcja przebiega w warunkach podwyższonego
ciśnienia i temperatury, w obecności katalizatorów (Co lub Ru) według schematu:
(alken terminalny) R–CH=CH2 + CO + 2H2katalizator R–CH2–CH2–CH2OH
Na podstawie: R. Franke, D. Selent, A. Börner, Applied Hydroformylation, „Chem. Rev.” 2012, nr 112 (11), s. 5675–5732,
oraz I. Ojima, C.Y. Tsai, M. Tzamarioudaki, D. Bonafoux, The Hydroformylation Reaction, „Org. React.” 2000, nr 56, s. 1.
Napisz równanie reakcji otrzymywania alkoholu ze styrenu (fenyloetenu) opisaną
metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków
organicznych.
Metale X i E tworzą jony proste – odpowiednio – X2+ i E2+. Blaszki o znanych masach,
wykonane z metalu X i z metalu E, zanurzono w roztworach soli trzech różnych metali,
zgodnie ze schematem:
Objawy świadczące o zajściu reakcji chemicznych zaobserwowano w probówkach I i II.
Po zakończeniu doświadczenia blaszki osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki
wykonanej z metalu X wzrosła, a masa blaszki wykonanej z metalu E zmalała.
17.1. (0–1)
Zastosuj symbol X i napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej
w probówce I.
17.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Metal X jest silniejszym reduktorem niż srebro.
P
F
2.
Jony żelaza(II) są silniejszym utleniaczem niż jony metalu X.
P
F
17.3. (0–1)
Poniżej podano nazwy czterech metali.
magnez
miedź
kadm
srebro
Wybierz i napisz nazwę metalu X i nazwę metalu E, które mogły być użyte
w doświadczeniu.
Po wprowadzeniu tlenku chloru(IV) do wodnego roztworu wodorotlenku sodu zachodzi
reakcja opisana schematem:
ClO2 + OH– ⟶ ClO–2 + ClO–3 + H2O
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji i utleniania
zachodzących podczas opisanego procesu. Uwzględnij środowisko reakcji.
Wprowadzenie CO2 do roztworu pozostającego w równowadze z osadem węglanów
powoduje ich przemianę w lepiej rozpuszczalne wodorowęglany.
Stężenie CO2 w roztworze zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia tego gazu w mieszaninie
gazów (np. w powietrzu) nad roztworem. W tabeli przedstawiono stężenie jonów Ca2+
w roztworze pozostającym w równowadze z osadem węglanu wapnia w zależności od
ciśnienia CO2 w mieszaninie gazów nad roztworem (w temperaturze 𝑇).
ciśnienie CO2, kPa
0,0
0,032
1,0
stężenie jonów Ca2+, mol · dm–3
2,53 ∙ 10–5
8,68 ∙ 10–4
2,73 ∙ 10–3
Na podstawie: A. M. Trzeciak, Wstęp do chemii nieorganicznej środowiska, Wrocław 1995.
Węglan ołowiu(II) jest białym ciałem stałym. Przeprowadzono doświadczenie, w którym do
dwóch probówek dodano niewielką ilość węglanu ołowiu(II) oraz wodę i otrzymano
zawiesinę.
13.1. (0–1)
Przez zawiesinę znajdującą się w pierwszej probówce przepuszczono CO2 i zaobserwowano
zanik osadu.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji zachodzącej w tej probówce.
.................................................................................................................................................
13.2. (0–1)
Do drugiej probówki dodano niewielką ilość świeżo przygotowanego
wodnego roztworu KI i nie zaobserwowano żadnych zmian.
Następnie przez zawiesinę znajdującą się w tej probówce przepuszczono
CO2. W probówce powstał osad o żółtej barwie.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która była przyczyną
obserwowanych zmian.
Zbadano właściwości dwóch wodorotlenków (I i II) wybranych spośród wymienionych
poniżej.
Zn(OH)2
Mn(OH)2
Cu(OH)2
Cr(OH)3
W doświadczeniu użyto wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) oraz wodnego roztworu
wodorotlenku sodu. Stwierdzono, że:
wodorotlenek I roztworzył się zarówno w roztworze kwasu siarkowego(VI), jak i w roztworze wodorotlenku sodu. Powstały bezbarwne, klarowne roztwory
wodorotlenek II roztworzył się zarówno w roztworze kwasu siarkowego(VI), jak i w roztworze wodorotlenku sodu. Powstały klarowne roztwory o barwie zielonej.
W reakcjach, w których powstają hydroksokompleksy, atom centralny w jonie kompleksowym
ma liczbę koordynacyjną równą 4.
Wybierz i napisz wzór wodorotlenku I oraz napisz w formie jonowej równanie reakcji
wodorotlenku II z wodorotlenkiem sodu.
Wzór wodorotlenku I:
Równanie reakcji wodorotlenku II z wodorotlenkiem sodu:
Tytan jest lekkim metalem odpornym na korozję. W zależności od stopnia utlenienia tytanu
chlorki tego pierwiastka odznaczają się różnymi właściwościami fizycznymi. Wartości
temperatury topnienia i temperatury wrzenia dwóch związków tytanu z chlorem zestawiono
w poniższej tabeli.
Wzór związku tytanu z chlorem
Temperatura topnienia, °C
Temperatura wrzenia, °C
TiCl2
1035
1500
TiCl4
– 24
136
Reakcja tlenku tytanu(IV) – o wzorze TiO2 – z tetrachlorometanem w temperaturze 500 °C
prowadzi do powstania chlorku tytanu(IV) oraz tlenku węgla(IV) (reakcja 1.). Z kolei chlorek
tytanu(II) – jako jedyny produkt reakcji – można otrzymać w wyniku przepuszczania par
chlorku tytanu(IV) w temperaturze 1040 °C nad metalicznym tytanem (reakcja 2.).
Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
3.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania dotyczące tytanu i jego chlorków. Wybierz i zaznacz jedno
określenie spośród podanych w każdym nawiasie..
Sieć krystaliczna metalicznego tytanu składa się z (atomów / kationów) otoczonych chmurą
zdelokalizowanych elektronów. W sieci krystalicznej chlorku tytanu(II) obecne są
(atomy / jony). Wraz z obniżeniem stopnia utlenienia tytanu w chlorkach (maleje / rośnie) jonowy
charakter wiązania.
3.2. (0–2)
Napisz w formie cząsteczkowej równania opisanych reakcji otrzymywania TiCl4
(reakcja 1.) i TiCl2 (reakcja 2.). Rozstrzygnij, czy dana przemiana jest reakcją
utleniania-redukcji. Zaznacz TAK albo NIE.
Reakcja aldotetrozy z odczynnikiem Tollensa przebiega zgodnie z poniższym schematem:
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji i utleniania
zachodzących podczas reakcji aldotetrozy z odczynnikiem Tollensa. Uwzględnij
środowisko reakcji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków
organicznych.
