1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z biologii

Oblicz

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

Zawartość jonów dichromianowych(VI) w wodnym roztworze można określić dzięki zastosowaniu metody pośredniej. W pierwszym etapie dodaje się roztwór jodku potasu i kwas siarkowy(VI). Zachodzi wtedy reakcja opisana równaniem:

Cr2O2–7 + 6I− +14H+ → 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O

W drugim etapie do otrzymanej mieszaniny dodaje się roztwór tiosiarczanu sodu i wtedy jony S2O2−3 reagują z jodem:

I2 + 2S2O2−3 → 2 I− + S4O2–6

Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, Warszawa 2007.

19.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy jony dichromianowe(VI) w etapie pierwszym oraz jod w etapie drugim pełnią taką samą funkcję (utleniacza albo reduktora). Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

19.2. (0–2)

Aby określić zawartość jonów dichromianowych(VI) w próbce, przeprowadzono opisane reakcje. W reakcji z jodem wzięło udział 20,4 cm3 wodnego roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,10 mol∙dm3 .

Oblicz, ile gramów dichromianu(VI) potasu zawierała badana próbka. Przyjmij, że opisane przemiany przebiegły z wydajnością równą 100% oraz że masa molowa dichromianu(VI) potasu MK2Cr2O7 = 294 g⋅ mol−1.

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 12. (2 pkt)

pH Oblicz

Odmierzono 10,0 cm3 kwasu solnego o stężeniu c = 10,0% masowych i gęstości d = 1,05 g · cm–3, a następnie rozcieńczono ten kwas wodą destylowaną do objętości 750 cm3.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.

Oblicz pH otrzymanego roztworu. Wynik końcowy zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Siarczan(VI) sodu tworzy hydraty o różnym składzie. Próbkę jednego z hydratów tej soli, o masie 8,050 g, rozpuszczono w wodzie i otrzymano 100,0 cm3 roztworu, po czym dodano do niego 50,0 cm3 roztworu azotanu(V) baru o stężeniu 0,600 mol·dm–3. Wytrącony osad siarczanu(VI) baru po odsączeniu i wysuszeniu miał masę 5,825 g.

Ustal wzór hydratu siarczanu(VI) sodu użytego w opisanym doświadczeniu. Przyjmij, że opisane przemiany przebiegły z wydajnością równą 100%, a masy molowe są równe:

MNa2SO4 =142 g ⋅ mol−1 , MBaSO4 = 233 g ⋅ mol−1.

Wzór hydratu:

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (2 pkt)

Rozpuszczalność substancji Oblicz

Sacharoza dobrze rozpuszcza się w wodzie, a jej rozpuszczalność w dużym stopniu zależy od temperatury.
Przygotowano nasycony wodny roztwór sacharozy w temperaturze 80°C. Następnie ochłodzono go do temperatury 20°C i stwierdzono, że wykrystalizowało 1590 g sacharozy, a roztwór, który pozostał po krystalizacji, miał masę 3040 g.

Oblicz rozpuszczalność sacharozy (w gramach na 100 gramów wody) w temperaturze 80°C, jeśli w temperaturze 20°C jest ona równa 204 g na 100 g wody.

Na podstawie: W. Mizerski, Małe tablice chemiczne, Warszawa 1997.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 48. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Stężeniowa stała równowagi reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem:

H2 (g) + CO2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)   ΔHor = 41,17 kJ ⋅ mol-1

w temperaturze 800 K wynosi 0,24.
Do zamkniętego reaktora o stałej objętości wprowadzono 2 mole CO2 i 2 mole H2. W reaktorze, w którym utrzymywano temperaturę 800 K, ustalił się stan równowagi opisanej reakcji.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997, s. 144.

Oblicz, jaki procent początkowej liczby cząsteczek CO2 i H2 uległ przekształceniu w CO i H2O.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 46. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem w fazie gazowej przebiega zgodnie z równaniem:

H2 (g) + CO2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

Do zamkniętego reaktora o objętości 2 dm3, w którym utrzymywano stałą temperaturę, wprowadzono 6 moli H2 i 4 mole CO2. Stan równowagi ustalił się, gdy powstało po 2 mole produktów.

Oblicz stężenia wodoru i tlenku węgla(IV) po ustaleniu się stanu równowagi oraz stężeniową stałą równowagi tej reakcji w temperaturze, która panowała w reaktorze.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 45. (2 pkt)

Szybkość reakcji Podaj/wymień Oblicz

Reakcja wodoru z jodem w fazie gazowej przebiega zgodnie z równaniem:

H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g)   ΔH > 0

Do zamkniętego reaktora wprowadzono wodór i pary jodu, uzyskując stężenie początkowe wodoru równe 1,5 mol · dm−3, a jodu 1,0 mol · dm−3 i utrzymując stałą temperaturę. Szybkość reakcji chemicznej zależy od stężenia substratów. Równanie kinetyczne opisujące tę zależność dla syntezy jodowodoru ma postać: v = k ⋅ cH2 ⋅ cI2,
gdzie v jest szybkością reakcji, k jest stałą szybkości reakcji, która nie zależy od stężeń substratów, a cH2 i cI2 oznaczają stężenia substratów reakcji.

a)Wykonując obliczenia, określ, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) i ile razy szybkość tej reakcji po przereagowaniu 50% początkowej ilości jodu w stosunku do szybkości początkowej.
b)Oceń, jak zmieni się wydajność tworzenia jodowodoru (wzrośnie, zmaleje, nie zmieni się), jeżeli w reaktorze, w którym ustaliła się równowaga tej reakcji:
1) tylko wzrośnie temperatura układu.
2) tylko zmaleje ciśnienie wewnątrz reaktora.
3) tylko zwiększy się ilość jodu.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 44. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Szybkość reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

Przeprowadzono dwa doświadczenia A i B zilustrowane poniższymi rysunkami. W każdej probówce znajdowały się kawałki blaszki cynkowej o masie 1 g i jednakowym stopniu rozdrobnienia.

a)Podaj numer probówki, w której w doświadczeniu A i w doświadczeniu B szybkość reakcji była większa. Uzasadnij swój wybór.

b)Reakcja kwasu octowego z cynkiem przebiega zgodnie z równaniem:

Zn + 2CH3COOH → (CH3COO)2Zn + H2

Wykonując obliczenia, sprawdź, czy 10 cm3 roztworu CH3COOH o stężeniu molowym równym 0,1 mol · dm−3 wystarczy do roztworzenia 1 g cynku.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 42. (1 pkt)

Stan równowagi Właściwości fizyczne cieczy i gazów Oblicz

Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)   Δ H = –92,4 kJ

Na położenie stanu równowagi tej reakcji wpływ mają temperatura i ciśnienie. W poniższej tabeli przedstawiono równowagowe zawartości amoniaku (w procentach objętościowych) w stechiometrycznej mieszaninie azotu i wodoru pod różnym ciśnieniem i w różnych temperaturach.

Temperatura, °C Ciśnienie, MPa
0,1 3 10 20 100
200 15,2 67,6 80,6 85,8 98,3
300 2,18 31,8 52,1 62,8 92,6
400 0,44 10,7 25,1 36,3 79,8
500 0,129 3,62 10,4 17,6 57,5
600 0,049 1,43 4,47 8,25 31,4
700 0,0223 0,66 2,14 4,11 12,9
900 0,000212 0,0044 0,13 0,44 0,87
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 649.

Zależność wiążąca wszystkie parametry określające stan gazowy materii, czyli podająca zależność pomiędzy ciśnieniem (p), objętością (V), temperaturą (T) oraz liczbą moli gazu (n) zwana jest równaniem stanu gazu doskonałego lub równaniem Clapeyrona. Równanie ma postać:

p · V = n · R · T

R oznacza uniwersalną stałą gazową. Wartość R odczytaną z zestawu Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki można używać w równaniu Clapeyrona, jeżeli p wyrażone jest w paskalach, V w metrach sześciennych, n w molach i T w kelwinach.

Oblicz, ile moli amoniaku znajduje się w 2 m3 mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 300°C i pod ciśnieniem 10 MPa (107 Pa) po ustaleniu stanu równowagi.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 31. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Oblicz

Jądra atomowe, w których stosunek liczby neutronów do liczby protonów przekracza znacznie wartość 1, ulegają przemianom nazywanym promieniotwórczymi. W przemianach tych zachowana jest zarówno masa, jak i ładunek elektryczny, a produktami tych przemian mogą być: jądra 42He nazywane cząstkami α, elektrony nazywane cząstkami β– , jądra innych pierwiastków, a także neutrony. Cząstki niebędące składnikami jądra atomowego powstają na skutek przemian zachodzących pomiędzy nukleonami, czyli cząstkami tworzącymi jądro atomu. Wielkością charakteryzującą przemiany promieniotwórcze jest okres półtrwania jądra pierwiastka aktywnego promieniotwórczo, zdefiniowany jako czas, po którym pozostaje połowa liczby aktywnych jąder tego pierwiastka. Przykładem pierwiastka ulegającego przemianom promieniotwórczym jest pluton. Izotop plutonu 23994Pu , jako produkt przemiany zachodzącej z emisją cząstki β– izotopu neptunu o liczbie masowej równej 239, po raz pierwszy został wyodrębniony w 1941 r. przez grupę badaczy McMillana i Seaborga. Ta sama grupa badawcza odkryła go w 1942 r. w rudach uranu w ilości około 10–9%. Izotop ten jest uważany za najtrwalszy produkt rozpadu izotopu uranu o liczbie masowej równej 238.

Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998, s. 50–51, 106–107.

Okres półtrwania τ1/2 izotopu 23893Np otrzymanego przez McMillana i Seaborga wynosi 50 h 48 min 28 s. Masa próbki tego izotopu neptunu po 16,936 dniach od zakończenia eksperymentu wyniosła 526 ng.

Oblicz początkową masę próbki izotopu 23893Np otrzymanej przez grupę amerykańskich badaczy. Wynik podaj w mikrogramach w zaokrągleniu do jedności.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 20. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Liczba atomowa pewnego pierwiastka wynosi 26. W poniższej tabeli przedstawiono masy atomowe i zawartość procentową trwałych izotopów tego pierwiastka występujących w przyrodzie.

Masa atomowa izotopu, u Zawartość procentowa izotopu, % atomów
53,94 5,85
55,93 91,75
56,94 2,12
57,93 0,28
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004, s. 202

Oblicz średnią masę atomową opisanego pierwiastka.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 15. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

Dimetyloglioksym jest związkiem organicznym o następującym wzorze:

Związek ten jest wykorzystywany w analizie chemicznej między innymi do wykrywania i określania ilości jonów niklu(II), z którymi tworzy trudno rozpuszczalny w wodzie osad dimetyloglioksymianu niklu(II) o różowym zabarwieniu. Reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem:

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej, Warszawa 1998, s. 179–181.

Aby wyznaczyć masę niklu w postaci jonów Ni2+ w próbce pewnego roztworu o objętości 100,00 cm3, z próbki tej pobrano trzy równe porcje oznaczone numerami I–III o objętości 10,00 cm3 każda. Pobranie do analizy trzech, a nie jednej porcji badanego roztworu miało na celu zmniejszenie wpływu na wynik analizy błędów przypadkowych. Każdą porcję poddano niezależnie takim samym czynnościom laboratoryjnym, uzyskując wyniki, z których obliczono średnią arytmetyczną.

Pobrane porcje wprowadzono do oddzielnych zlewek, zakwaszono, uzupełniono wodą destylowaną do objętości 50 cm3 i ogrzano do temperatury ok. 60°C. Następnie do każdej zlewki wprowadzono niewielki nadmiar alkoholowego roztworu dimetyloglioksymu i mieszając, dodano wodę amoniakalną w celu osiągnięcia odpowiedniego pH roztworu. We wszystkich naczyniach zaobserwowano wytrącenie różowego osadu. Osad otrzymany w każdej zlewce odsączono pod zmniejszonym ciśnieniem w uprzednio zważonych tyglach szklanych z porowatym dnem, które pełnią podwójną funkcję: sączka i tygla. Odsączone osady przemyto i wysuszono do stałej masy.

W poniższej tabeli zestawiono wyniki pomiarów masy pustych tygli oraz tygli z osadem dla trzech porcji, które pobrano z badanego roztworu. Pomiary masy wykonano na wadze analitycznej z dokładnością do 0,1 mg.

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej, Warszawa 1998, s. 179–181;
T. Lipiec, Z.S. Szmal, Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, Warszawa 1976, s. 330.
a)Uzupełnij tabelę, wpisując masę osadów dla trzech porcji badanego roztworu oraz średnią masę osadu.
Numer porcji roztworu Masa pustego tygla, g Masa tygla z osadem, g Masa osadu, g
Porcja I 28,5914 28,6849
Porcja II 29,0523 29,1535
Porcja III 28,9936 29,0942
Średnia masa osadu m, g:
b)Oblicz, ile gramów niklu w postaci jonów Ni2+ zawierała próbka 100,00 cm3 badanego roztworu, wykorzystując średnią masę osadu dimetyloglioksymianu niklu(II). Masa molowa dimetyloglioksymianu niklu(II) jest równa 288,91 g ⋅ mol-1.

Błąd bezwzględny, jakim jest obarczony wynik analizy dla danej porcji, jest różnicą między tym wynikiem a wartością rzeczywistą, której nie znamy. Przyjmujemy, że odpowiada jej obliczona średnia arytmetyczna: Δmbezwzgl. = mi - m, gdzie i oznacza numer porcji.

Błąd względny jest stosunkiem błędu bezwzględnego do wartości rzeczywistej wyrażonym w procentach. W tym przypadku nieznaną wartość rzeczywistą również zastępujemy średnią

arytmetyczną: Δmwzgl. = Δmbezwgl.m ⋅ 100% = mi - mm ⋅ 100%

c)Wskaż porcję (I, II albo III), dla której wynik analizy najbardziej odbiega od średniej masy niklu i oblicz błąd względny wyznaczenia masy niklu w postaci jonów Ni2+ w badanym roztworze opisaną metodą dla tej porcji.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Blaszkę z glinu o masie 10,80 g o odpowiednio przygotowanej powierzchni zanurzono w wodnym roztworze Cu(NO3)2, utrzymując odpowiednie pH tego roztworu. Po pewnym czasie stwierdzono, że powierzchnia blaszki znajdująca się w roztworze pokryła się różowym nalotem o metalicznym połysku, a barwa roztworu stała się mniej intensywna, turkusowa, ale roztwór pozostał klarowny i nie stwierdzono w nim wytrącenia żadnego osadu. Następnie blaszkę wyjęto z roztworu, osuszono i ponownie zważono. Jej masa wyniosła 12,17 g. Zaobserwowane zmiany pozwoliły stwierdzić, że w czasie doświadczenia zachodziła reakcja chemiczna, której przebieg opisuje równanie:

3Cu2+ + 2Al → 3Cu + 2Al3+

Oblicz, ile gramów miedzi wydzieliło się w czasie opisanego doświadczenia.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Jedną z laboratoryjnych metod otrzymywania tlenu jest termiczny rozkład chloranu(V) potasu przebiegający zgodnie z równaniem:

2KClO3 → 2KCl + 3O2

Oblicz objętość tlenu, w przeliczeniu na warunki normalne, powstałego z rozkładu 30,6 g chloranu(V) potasu, który zawierał 10% masowych zanieczyszczeń. Przyjmij, że wydajność reakcji była równa 80%.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (3 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Sole Narysuj/zapisz wzór Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Wzory soli można w sposób uproszczony przedstawić w postaci tlenkowej, na przykład wzór CaCO3 można przedstawić jako CaO · CO2.
Superfosfat podwójny jest nawozem, którego głównym składnikiem jest diwodorofosforan(V) wapnia o wzorze Ca(H2PO4)2, stosowanym do wzbogacania gleby w fosfor.

Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007, s. 460.
a)Zapisz wzór diwodorofosforanu wapnia w postaci wzoru tlenkowego.

b)Oblicz w procentach masowych zawartość P2O5 w tym związku chemicznym.

c)Dokończ zdanie, zaznaczając wniosek A lub B i jego uzasadnienie 1. lub 2.

Jako nawozu fosforowego używa się diwodorofosforanu(V) wapnia, a nie fosforanu(V) wapnia, ponieważ diwodorofosforan(V) wapnia

A. jest rozpuszczalny w wodzie i zawiera 1. mniejszy procent masowy P2O5.
B. nie jest 2. większy procent masowy P2O5.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Właściwości fizyczne cieczy i gazów Oblicz

Blaszkę miedzianą o masie 0,48 g roztworzono całkowicie w stężonym wodnym roztworze kwasu azotowego(V). Doświadczenie wykonano pod wyciągiem. Przebieg reakcji miedzi z kwasem azotowym(V) ilustruje poniższe równanie.

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2 H2O

Oblicz, ile centymetrów sześciennych (w przeliczeniu na warunki normalne) gazu wydzieliło się w czasie opisanej reakcji.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (1 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) Δ H = –92,4 kJ

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 648.

Początkowe stężenia substratów reakcji były równe cN2 = 2 mol · dm−3 , cH2 = 6 mol · dm−3 i przebiegała ona w reaktorze o objętości 1 dm3 w stałej temperaturze T.

Oblicz stężenia H2, N2 i NH3 po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze T, jeżeli ustalił się on po przereagowaniu 30% początkowej ilości wodoru.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) Δ H = –92,4 kJ

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 648.

Oblicz, ile metrów sześciennych azotu odmierzonego w warunkach normalnych i ile kilogramów wodoru należy użyć do otrzymania 30,6 kg amoniaku, jeżeli reakcja syntezy amoniaku przebiega z wydajnością równą 30%.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 2. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Pierwszym skutecznym lekiem przeciw malarii była chinina, organiczny związek chemiczny o masie cząsteczkowej 324 u , który składa się z 74,07% masowych węgla, 7,41% masowych wodoru, 8,64% masowych azotu i 9,88% masowych tlenu. W temperaturze pokojowej chinina jest trudno rozpuszczalną w wodzie, białą, krystaliczną substancją o intensywnie gorzkim smaku. Związek ten rozpuszczalny jest m.in. w olejach, benzynie, etanolu i glicerynie. Ze względu na swój gorzki smak chinina znalazła zastosowanie w przemyśle spożywczym jako aromat. Dodawana jest do produktów spożywczych w postaci chlorowodorku chininy, soli dobrze rozpuszczalnej w wodzie. W Polsce za maksymalną dopuszczalną zawartość chlorowodorku chininy w napojach bezalkoholowych typu tonik (których podstawą jest woda) przyjęto 7,50 mg na każde 100 cm3 napoju, co w przeliczeniu na czystą chininę oznacza, że 100 cm3 tego napoju dostarcza konsumentowi 6,74 mg chininy.

Na podstawie: A. Czajkowska, B. Bartodziejska, M. Gajewska, Ocena zawartości chlorowodorku chininy w napojach bezalkoholowych typu tonik, „Bromatologia i chemia toksykologiczna”, XLV, 2012, 3, s. 433–438.

Oblicz masę cząsteczki chininy w gramach
(patrz → informacja do zadania powyżej).

Strony