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.
Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego dwa różne metale wprowadzono do
probówek zawierających ten sam roztwór. Efekt tego doświadczenia pokazano na zdjęciach.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
W probówce 1. umieszczono drut wykonany z miedzi, a w probówce 2. – kawałki
(cynku / srebra). Ciecz znajdująca się w obu probówkach to
(wodny roztwór chlorku sodu / stężony kwas azotowy(V) / kwas solny).
Poniżej przedstawiono schemat reakcji utleniania i redukcji zachodzącej z udziałem jonów
MnO−4.
MnO−4 + H2O2 + H+ → Mn2+ + O2 + H2O
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
W opisanej wyżej reakcji (intensywnie / bardzo słabo) zabarwiony wodny roztwór
zawierający jony MnO−4 przechodzi w (intensywnie / bardzo słabo) zabarwiony roztwór
zawierający jony Mn2+ . Dzięki temu wodny roztwór KMnO4 można stosować w analizie
miareczkowej do ilościowego oznaczania substancji (utleniających / redukujących)
w środowisku kwasowym (z użyciem / bez użycia) wskaźnika barwiącego roztwór.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
W procesach technologicznej przeróbki fenolu otrzymuje się m.in. cykloheksanol
i cykloheksanon, których uproszczone wzory przedstawiono poniżej. Literami a i b oznaczono
wybrane atomy węgla.
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
W laboratorium chemicznym cykloheksanon łatwo można otrzymać z cykloheksanolu, jeżeli
jako utleniacz zastosuje się dichromian(VI) potasu w obecności CH3COOH.
24.1. (2 pkt)
Opisz zmianę barwy roztworu podczas opisanej reakcji oraz napisz wzór związku
chromu, który można wydzielić jako ciało stałe, z mieszaniny reagentów po
przeprowadzeniu opisanego procesu.
Opis zmiany:
Wzór związku chromu:
24.2. (1 pkt)
Uzupełnij tabelę. Wpisz stopnie utleniania atomów chromu oraz atomów węgla
zmieniające się w trakcie zachodzenia reakcji utleniania cykloheksanolu do
cykloheksanonu.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym do trzech probówek – I, II i III – zawierających
jednakowe objętości kwasu solnego o takim samym stężeniu molowym wprowadzono
granulki trzech różnych metali, zgodnie z poniższym schematem.
Przebieg reakcji zaobserwowano tylko w jednej probówce.
13.1. (0–1)
Rozstrzygnij, którą probówkę: I, II czy III, przedstawiono na zdjęciu.
Uzasadnij wybór. W uzasadnieniu porównaj wartości standardowego
potencjału półogniwa wodorowego i półogniw metalicznych dla
badanych metali.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
13.2. (0–1)
Jeden z dwóch metali, które nie reagowały z kwasem solnym,
przeprowadzono w tlenek o wzorze ogólnym MeO (gdzie Me oznacza
metal), który następnie poddano reakcji z kwasem siarkowym(VI). Wynik
opisanych przemian przedstawiono na zdjęciu.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji tlenku metalu
z kwasem siarkowym(VI). Użyj symbolu chemicznego tego metalu.
13.3. (0–1)
Drugi z dwóch metali, które nie reagowały z kwasem solnym, dodano do
probówki zawierającej stężony kwas azotowy(V). Efekt doświadczenia
przedstawiono na zdjęciu.
Napisz wzór sumaryczny barwnego, gazowego produktu reakcji.
Proces, w którym substancja aktywna chemicznie w danym środowisku tworzy
powłokę ochronną na jego powierzchni − w wyniku reakcji chemicznej tej substancji ze
środowiskiem − znalazł praktyczne zastosowanie w transporcie stężonego kwasu
azotowego(V). Kwas ten jest transportowany w cysternach wykonanych z pewnego
metalu, który reaguje z tym kwasem i tworzy warstwę tlenkową − barierę ochronną, która
zapobiega dalszej reakcji, ale nie wpływa na właściwości fizyczne i chemiczne kwasu.
Źródło: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007 i www.lag.eu.
Uzupełnij poniższe zdania. Podaj wzór cząsteczkowy produktu reakcji metalu ze
stężonym kwasem azotowym(V). Podaj nazwę procesu opisanego w informacji
wstępnej.
Odporność metalu, z którego wykonuje się cysterny, na działanie stężonego kwasu azotowego(V) wynika z powstania na powierzchni metalu warstewki związku o wzorze
.
Proces ten jest nazywa się .
Badano reakcje stężonego kwasu azotowego(V) z metalami: z cynkiem,
z glinem, z magnezem oraz ze srebrem. Jedno z przeprowadzonych
doświadczeń pokazano na zdjęciu.
Wskaż metal, który znajduje się w probówce z kwasem pokazanej
na zdjęciu, i uzasadnij swój wybór.
Związki metaloorganiczne, czyli takie, w których atom metalu jest związany kowalencyjnie
z atomem węgla grupy alkilowej lub arylowej, są szeroko wykorzystywane w syntezie
organicznej. Do najczęściej stosowanych należą tzw. związki Grignarda o wzorze ogólnym:
R–Mg–X
W tym wzorze R oznacza grupę alkilową lub arylową, a X jest atomem fluorowca, najczęściej
bromu lub jodu.
Te związki otrzymuje się w reakcji odpowiednich fluorowcopochodnych alkilowych lub
arylowych z magnezem w roztworze bezwodnego etoksyetanu (eteru dietylowego):
R–X + Mg → R–Mg–X
Związki Grignarda reagują m.in. z aldehydami i ketonami, zgodnie ze schematem:
W pierwszym etapie powstaje sól halogenomagnezowa alkoholu, która w wyniku działania
wodnego roztworu mocnego kwasu daje wolny alkohol oraz jony magnezowe i halogenkowe.
W celu otrzymania 3-fenylopentan-3-olu przy użyciu związków Grignarda przeprowadzono
reakcje zgodnie z poniższym schematem:
W roztworze wodnym po reakcjach były obecne jony bromkowe.
26.1. (0–2)
Utlenianie związku D do związku E prowadzono za pomocą zakwaszonego roztworu dichromianu(VI) potasu.
Na fotografiach I–V przedstawiono probówki z roztworami wybranych substancji.
Uzupełnij tabelę. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków A, B, D i E.
Wzór związku A
Wzór związku B
Wzór związku D
Wzór związku E Zadanie
26.2. (0–2)
Utlenianie związku D do związku E prowadzono za pomocą zakwaszonego roztworu dichromianu(VI) potasu.
Na fotografiach I–V przedstawiono probówki z roztworami wybranych substancji.
Spośród fotografii I–V wybierz tę, która przedstawia roztwór użyty do przeprowadzenia reakcji utleniania związku D, oraz tę przedstawiającą roztwór uzyskany po oddzieleniu produktu E. Wpisz do tabeli oznaczenia fotografii oraz wzory jonów odpowiadających za barwę roztworu.
Przed reakcją
Po reakcji
Oznaczenie fotografii
Wzór jonu odpowiadającego za barwę otrzymanego roztworu
Wykonano doświadczenie, którego celem było otrzymanie pewnej substancji chemicznej. Postępowano zgodnie z poniższą instrukcją:
Odważyć 5 g CuSO4·5H2O, umieścić w kolbie stożkowej i dodać 15 cm3 wody destylowanej. Roztwór w kolbie mieszać i ogrzać w łaźni wodnej do temperatury około 60°C. W tej temperaturze dodawać powoli porcjami nadmiar pyłu cynkowego (ok. 1,5 g). Po wprowadzeniu całej ilości cynku kolbę dalej ogrzewać do momentu odbarwienia roztworu. Następnie otrzymaną mieszaninę przesączyć i osad przemyć rozcieńczonym kwasem solnym (0,5 mol · dm–3).
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która była przyczyną odbarwienia roztworu, i wyjaśnij, w jakim celu otrzymany osad należy przemyć rozcieńczonym kwasem solnym.
Elektrony atomu pierwiastka X w stanie podstawowym zajmują siedem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych. Ten pierwiastek reaguje zarówno z kwasem solnym, jak i ze stężonym wodnym roztworem wodorotlenku potasu. Jednym z produktów obu przemian jest ten sam gaz.
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji pierwiastka X: – z kwasem solnym (reakcja 1.) oraz – ze stężonym roztworem wodorotlenku potasu (reakcja 2.). W reakcji 2. powstaje jon kompleksowy o liczbie koordynacji równej 4.
W trzech ponumerowanych probówkach znajdowały się (w przypadkowej kolejności): kwas solny oraz stężone roztwory kwasów HNO3 i H2SO4. Probówki umieszczono pod wyciągiem i do każdej z nich wrzucono kawałek drutu miedzianego. W probówce 1. zaczął się wydzielać brunatny gaz i roztwór przybrał niebieskozieloną barwę. W pozostałych probówkach nie zaobserwowano objawów reakcji, więc wstawiono je do gorącej łaźni wodnej. Po ogrzaniu zawartość probówki 2. pozostała niezmieniona, a w probówce 3. zaczął się wydzielać bezbarwny gaz i pojawiło się niebieskawe zabarwienie roztworu.
14.1. (0–1)
Przyporządkuj wzory kwasów do probówek – uzupełnij tabelę.
Probówka 1.
Probówka 2.
Probówka 3.
14.2. (0–2)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które zaszły w probówkach 1. i 3.
Probówka 1.:
Probówka 3.:
14.3. (0–1)
Napisz, jakie właściwości metalicznej miedzi potwierdził przebieg doświadczenia w probówce 2. Odwołaj się do szeregu elektrochemicznego metali.
14.4. (0–1)
Uszereguj według wzrastających właściwości utleniających (w środowisku kwasowym) jony: H+, NO–3, SO2–4. Napisz wzory tych jonów w odpowiedniej kolejności.
O trzech metalach umownie oznaczonych symbolami A, X i Z wiadomo, że tworzą wyłącznie
kationy o wzorach X+, A2+, Z3+. Stwierdzono, że właściwości utleniające kationów tych metali
maleją w szeregu: X+, A2+, Z3+.
Przeprowadzono doświadczenie z udziałem metali Z i X oraz wodnych roztworów soli,
w których były obecne jony X+ i A2+. Schemat doświadczenia przedstawiono poniżej.
14.1. (0–1)
Wskaż metal, który jest najsłabszym reduktorem, oraz metal, który jest najsilniejszym
reduktorem. Użyj symboli A, X albo Z.
Najsłabszy reduktor:
Najsilniejszy reduktor:
14.2. (0–2)
W jednej probówce nie zaobserwowano objawów reakcji.
Napisz numer probówki, w której nie zaobserwowano objawów reakcji. Napisz
w formie jonowej skróconej równania dwóch reakcji, które przebiegły podczas
przeprowadzonego doświadczenia. Użyj symboli A, X, Z.
W trzech probówkach (I–III) umieszczono wodne roztwory soli potasu zawierających chrom
na VI stopniu utlenienia. Zawartość probówki III zakwaszono. Następnie do każdej probówki
dodano jeden odczynnik wybrany z poniższej listy:
wodny roztwór wodorotlenku potasu
wodny roztwór azotanu(V) sodu
wodny roztwór azotanu(V) srebra(I)
wodny roztwór siarczanu(IV) potasu.
Schemat doświadczenia i opis wyglądu zawartości probówek I–III przed reakcją i po jej
zakończeniu przedstawiono w poniższej tabeli.
12.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce I
po dodaniu wybranego odczynnika do roztworu soli chromu(VI) oraz napisz nazwę lub
wzór odczynnika, który dodano do probówki II w opisanym doświadczeniu.
Równanie reakcji zachodzącej w probówce I:
Nazwa lub wzór odczynnika dodanego do probówki II:
12.2. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce III
po dodaniu wybranego odczynnika do roztworu soli chromu(VI) z dodatkiem H2SO4.
12.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Reakcja redoks przebiegła w probówce (I / II / III). Sól chromu(VI) pełni w tej przemianie
funkcję (reduktora / utleniacza).
W dwóch probówkach oznaczonych numerami I i II umieszczono jednakową ilość wiórków
magnezowych o tym samym stopniu rozdrobnienia. Następnie do probówek wprowadzono
jednakowe objętości roztworów o tej samej temperaturze:
do probówki I – kwas solny o pH = 1
do probówki II – wodny roztwór kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 0,1 mol ∙ dm–3.
Podczas opisanego doświadczenia w każdej probówce wiórki magnezowe uległy
całkowitemu roztworzeniu i powstały klarowne, bezbarwne roztwory, ale w jednej z probówek
reakcja przebiegła szybciej.
9.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła podczas opisanego
doświadczenia w obu probówkach. Wskaż numer probówki (I albo II), w której wiórki
magnezowe roztworzyły się szybciej.
Równanie reakcji:
Wiórki magnezowe roztworzyły się szybciej w probówce numer
9.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie – wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Stężenie molowe roztworów obu kwasów było (równe / różne), a stężenie jonów H+ w tych
roztworach było (równe / różne), dlatego opisane doświadczenie pozwoliło określić wpływ
(stężenia molowego / pH) roztworów użytych kwasów na szybkość reakcji.
Poniższy schemat przedstawia przemiany, jakim ulegają miedź i jej związki.
Cu (s) A1. CuCl2 (aq) B2. Cu(OH)2 (s) NH3 (aq)3. [Cu(NH3)4](OH)2 (aq)
8.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy substancją A może być kwas solny o stężeniu 10 % masowych.
Uzasadnij swoją odpowiedź. W uzasadnieniu odwołaj się do właściwości miedzi
i kwasu solnego.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
8.2. (0–2)
Napisz wzór sumaryczny substancji B, jeśli wiadomo, że po zajściu reakcji
i odsączeniu osadu w roztworze obecne były kationy sodu i aniony chlorkowe.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji 3., której produktem jest m.in. jon
kompleksowy o wzorze [Cu(NH3)4]2+.
Wzór substancji B:
Równanie reakcji 3.:
8.3. (0–1)
Spośród podanych poniżej wzorów wybierz wzory wszystkich substancji, w których
wodnych roztworach na zimno roztwarza się wodorotlenek miedzi(II). Napisz numery
wybranych wzorów.
Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem.
23.1. (0–2)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu opiłków
ołowiu do zlewki I. Rozstrzygnij, czy po zakończeniu doświadczenia masa roztworu
w zlewce I wzrosła czy zmalała. Odpowiedź uzasadnij.
Równanie zachodzącej reakcji:
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
23.2. (0–1)
Po zakończeniu doświadczenia na dnie zlewki II znajdowały się dwa metale: cynk oraz miedź.
Uzupełnij poniższą tabelę. Napisz, jaką barwę miał roztwór w probówce II przed reakcją
i po jej zakończeniu.
Jakość gleb zależy m.in. od zawartości tzw. próchnicy, stanowiącej mieszaninę związków
chemicznych pochodzących z rozkładu szczątków organicznych. Sposób określenia
w przybliżeniu zawartości próchnicy w glebie polega na ilościowym utlenieniu związków
organicznych, których głównym składnikiem jest węgiel.
Utlenianie węgla zawartego w związkach organicznych można przeprowadzić za pomocą
dichromianu(VI) potasu, w środowisku kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem siarczanu(VI)
rtęci(II) jako katalizatora (reakcja 1.), co w uproszczeniu można zilustrować równaniem:
W tej metodzie stosuje się nadmiar dichromianu(VI), a następnie – w obecności wskaźnika –
utleniacz dodany w nadmiarze poddaje się reakcji z jonami żelaza Fe2+ jako reduktorem
(reakcja 2.).
6Fe2+ + Cr2O2−7 + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Jest to tzw. miareczkowanie reduktometryczne, podczas którego roztwór soli żelaza(II)
o znanym stężeniu znajduje się w biurecie. Ten roztwór dodaje się stopniowo do kolby
z utleniaczem i na końcu dokładnie odczytuje, jaka jego objętość została zużyta w reakcji.
Przed rozpoczęciem miareczkowania wprowadza się do kolby kilka kropel wodnego roztworu
wskaźnika, którym jest o-fenantrolina (1,10-fenantrolina) przedstawiona wzorem 1. Sam ten
wskaźnik jest bezbarwny, ale tworzy z jonami żelaza Fe2+ kompleks (wzór 2.) o intensywnej
czerwonej barwie.
54.1. (0–1)
Wyjaśnij na podstawie struktury o‑fenantroliny, dlaczego może ona, podobnie jak
amoniak, pełnić funkcję ligandu w jonie kompleksowym.
54.2. (0–2)
Przyporządkuj kolby z roztworami (I–III) do kolejnych etapów miareczkowania jonów
dichromianowych(VI) jonami żelaza(II) w obecności o‑fenantroliny. Odpowiedź
uzasadnij.
I
II
III
Przed rozpoczęciem miareczkowania – kolba
Uzasadnienie:
Podczas dodawania roztworu soli żelaza(II) – kolba
Uzasadnienie:
W punkcie końcowym miareczkowania – kolba
Uzasadnienie:
Pewien pierwiastek (metal z bloku konfiguracyjnego d) tworzy sól XSO4. Bezwodna sól tego metalu jest
koloru białego, natomiast pięciowodna ma intensywny niebieski kolor. W przypadku, gdy ogrzewamy
pentahydrat XSO4 w temperaturze 375 K traci on 2 cząsteczki wody, natomiast ogrzewanie do
temperatury powyżej 470 K pozwala uzyskać sól bezwodną.
19.1. (0-1)
Podaj wzór sumaryczny soli, o której mowa w informacji wstępnej.
19.2. (0-1)
Pentahydrat XSO4 ogrzano do temperatury 200°C.
Podaj wzór sumaryczny soli otrzymanej po ogrzaniu do tej temperatury.
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
