Atomy, cząsteczki, stechiometria

Oto lista zadań maturalnych z danego działu chemii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.

Przejdź do wyszukiwarki zadań

 

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 18. (2 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Właściwości roztworów i mieszanin Podaj/wymień Oblicz

Kolorymetria jest metodą analizy chemicznej stosowaną do oznaczania małych stężeń substancji, których roztwory są barwne, na podstawie porównania intensywności barwy roztworu badanego i roztworu wzorcowego o znanym stężeniu. Intensywność zabarwienia roztworu zależy od absorpcji promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Miarą absorpcji jest wielkość zwana absorbancją – oznaczana literą A. Absorbancja, jaką wykazuje dany roztwór, jest wprost proporcjonalna do stężenia barwnego składnika tego roztworu.

Kolorymetryczne oznaczenie bardzo małych ilości miedzi(II) można wykonać, jeżeli zmierzy się absorbancję roztworu kompleksu miedzi(II) z dietyloditiokarbaminianem, w skrócie oznaczanego wzorem Cu(DDTK)2. Ten związek słabo rozpuszcza się w wodzie, ale dobrze – w rozpuszczalnikach organicznych. W drugiej z tych sytuacji powstaje roztwór o barwie żółtobrunatnej.

Aby wyznaczyć masę miedzi w próbce badanego wodnego roztworu zawierającego jony miedzi(II), do tego roztworu dodano roztwór dietyloditiokarbaminianu sodu NaDDTK. Następnie otrzymaną mieszaninę wytrząsano z rozpuszczalnikiem organicznym, co spowodowało, że obecny w wodzie Cu(DDTK)2 przeszedł ilościowo do fazy organicznej. Wszystkie porcje roztworu Cu(DDTK)2 w rozpuszczalniku organicznym połączono i uzupełniono tym rozpuszczalnikiem do objętości 25 cm3. Metodą kolorymetryczną wyznaczono stężenie miedzi(II) w badanym roztworze, które było równe 3,50·10–5 mol·dm–3.

Na podstawie: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/analiza-kolorymetryczna;3924039.html [dostęp 06.10.2017], B. Jankiewicz, B. Ptaszyński, A. Turek, Polish Journal of Environmental Studies, Vol. 8, Nr 1 (1999).

18.1. (0–1)

Oblicz, ile mikrogramów miedzi w postaci miedzi(II) zawierała próbka badanego wodnego roztworu (1 μg = 10–6 g). Przyjmij masę molową miedzi równą 63,55 g∙mol–1.

18.2. (0–1)

Napisz nazwę metody, za pomocą której wyodrębniono kompleks miedzi(II) z roztworu wodnego.

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 9. (2 pkt)

Stechiometria - ogólne Oblicz

W pewnej wodzie mineralnej znajdują się jony: Ca2+, Mg2+ oraz HCO3. Ich zawartość przedstawiono w poniższej tabeli.

Składnik mineralny Zawartość, mg ∙ dm–3
Ca2+ 457
Mg2+ 50
HCO 1836

Podczas gotowania 1000 cm3 tej wody mineralnej zaobserwowano powstanie białego osadu. W opisanych warunkach przebiegły reakcje opisane równaniami:

Ca2+ + 2HCO3 → CaCO3 + CO2 + H2O
Mg2+ + 2HCO3 → MgCO3 + CO2 + H2O

Oblicz, jaki procent masy wydzielonego osadu stanowi masa węglanu magnezu. Przyjmij, że obie reakcje zachodzą z wydajnością równą 100%, a powstały osad składa się wyłącznie z węglanu wapnia i węglanu magnezu.

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 5. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Tenes – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej Z = 117 – otrzymano w reakcji jądrowej między 48Ca i 249Bk. W tym procesie powstały dwa izotopy tenesu, przy czym reakcji tworzenia jądra jednego z tych izotopów towarzyszyła emisja 3 neutronów. Ten izotop ulegał dalszym przemianom: w wyniku kilku kolejnych przemian α otrzymano dubn – 270Db.

Napisz równanie reakcji otrzymywania opisanego izotopu tenesu – uzupełnij wszystkie pola w poniższym schemacie. Napisz, w wyniku ilu przemian 𝛂 ten izotop tenesu przekształcił się w 270Db.

Otrzymywanie izotopu tenesu:

Liczba przemian α:

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 23. (3 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Pewien związek organiczny jest pochodną alkanu. W cząsteczce tego związku są jednakowe grupy funkcyjne. Ta substancja reaguje ze świeżo strąconym wodorotlenkiem miedzi(II). Cząsteczka tego związku ma masę równą 1,53 ∙ 10–22 g.

W wyniku całkowitego spalenia próbki tego związku o masie 1,38 g jako jedyne produkty otrzymano 1,98 g CO2 i 1,08 g H2O.

Na podstawie obliczeń ustal wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego związku organicznego. Następnie uzupełnij poniższe zdanie – wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie.

Wzór półstrukturalny (grupowy):

Po dodaniu do bezbarwnego wodnego roztworu opisanego związku zawiesiny świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) osad tego wodorotlenku roztwarza się i powstaje (szafirowy / fioletowy) roztwór.

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 18. (1 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Tiosiarczan(VI) sodu występuje w postaci hydratu o wzorze Na2S2O3 ∙ 𝑥H2O. Podczas ogrzewania rozpuszcza się on w wodzie krystalizacyjnej i tworzy roztwór o stężeniu 63,71% masowych. Pod wpływem kwasu roztwór tiosiarczanu(VI) sodu przyjmuje mleczne zabarwienie wskutek pojawienia się koloidalnej siarki, a ponadto wydziela się tlenek siarki(IV).

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

Oblicz, ile moli wody przypada na jeden mol Na2S2O3 w soli o wzorze Na2S2O3 ∙ 𝒙H2O.

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 4. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Tlenek azotu(IV) NO2 można zredukować katalitycznie za pomocą amoniaku. Przebieg tej reakcji opisano równaniem:

6NO2 + 8NH3 katalizator, 𝑇 7N2 + 12H2O

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

W 5,0 m3 powietrza znajdowało się 18 g tlenku azotu(IV) NO2. Do tego powietrza wprowadzono 8,0 g amoniaku i przeprowadzono katalityczną redukcję zgodnie z powyższym równaniem. Ta reakcja zaszła z wydajnością równą 80%. Tlenek azotu(IV) był jedynym składnikiem powietrza reagującym z amoniakiem.

Oblicz, ile dm3 azotu w przeliczeniu na warunki normalne powstało w wyniku opisanej redukcji NO2. Następnie uzupełnij zdanie – napisz nazwę lub wzór substancji, której w opisanym procesie użyto w nadmiarze.

W opisanym procesie w nadmiarze użyto .

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 23. (2 pkt)

Stechiometria - ogólne Oblicz

Przygotowano roztwór bromu w dichlorometanie (rozpuszczalniku organicznym o wzorze CH2Cl2) o stężeniu 2,0% masowych. Przez płuczkę zawierającą 280 gramów opisanego roztworu bromu przepuszczano bez dostępu światła mieszaninę etanu, etenu i etynu. Podczas doświadczenia przebiegły wyłącznie reakcje zilustrowane poniższymi równaniami:

C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4
C2H4 + Br2 → C2H4Br2

Do momentu całkowitego odbarwienia roztworu bromu przez płuczkę przepuszczono 521 cm3 mieszaniny gazów (objętość gazów podano w przeliczeniu na warunki normalne). Ustalono także, że po przejściu przez płuczkę objętość mieszaniny gazów była mniejsza o 86%.

Oblicz wyrażoną w procentach objętościowych zawartość etynu w mieszaninie zawierającej etan, eten i etyn.

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 11. (2 pkt)

Stechiometria - ogólne Oblicz

W celu ustalenia składu stałej mieszaniny wodorowęglanu sodu i węglanu sodu jej próbkę rozpuszczono w wodzie i przeprowadzono dwuetapową analizę otrzymanego roztworu.

Etap I: Do badanego roztworu dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny i dodawano z biurety kwas solny, do momentu zaniku barwy wskaźnika. Jon węglanowy jest mocniejszą zasadą niż jon wodorowęglanowy, więc w roztworze zachodziła reakcja opisana równaniem:

CO2–3 + H3O+→ HCO3 + H2O

Odbarwienie fenoloftaleiny świadczyło o całkowitej przemianie jonów CO2–3 w jony HCO3.

Etap II: Do otrzymanej mieszaniny dodano kilka kropli wodnego roztworu oranżu metylowego i dalej dodawano z biurety kwas solny do chwili, gdy nastąpiła zmiana barwy wskaźnika. Ta zmiana oznaczała, że cały wodorowęglan sodu przereagował zgodnie z równaniem:

HCO3 + H3O+ → CO2 + 2H2O

Kwas solny użyty w obu etapach doświadczenia miał stężenie 0,2 mol · dm−3, a jego objętość niezbędna do odbarwienia fenoloftaleiny w etapie I była równa 24,6 cm3. Natomiast łącznie w obu etapach zużyto 59,8 cm3 kwasu solnego (objętość odczytana z biurety w etapie II).

Oblicz w procentach masowych zawartość węglanu sodu w analizowanej mieszaninie. Przyjmij, że masy molowe węglanu sodu i wodorowęglanu sodu są równe: MNa2CO3 = 106 g ∙ mol–1 oraz MNaHCO3 = 84 g ∙ mol–1.

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 5. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Do reaktora o pojemności 1,0 dm3 wprowadzono pewną liczbę moli substancji A oraz pewną liczbę moli substancji B. Reaktor zamknięto i zainicjowano reakcję chemiczną, która przebiegała w stałej temperaturze T zgodnie z równaniem:

A (g) + B (g) ⇄ C (g) + D (g)

Do momentu ustalenia stanu równowagi przereagowało 20 % substancji A. W tych warunkach stężeniowa stała równowagi opisanej reakcji jest równa 2,0.

Oblicz, jaki procent liczby moli wyjściowej mieszaniny stanowiła substancja A.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 20. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Mieszaninę azotanu(V) wapnia Ca(NO3)2 i chlorku baru BaCl2 o masie 10 g rozpuszczono całkowicie w wodzie, w wyniku czego otrzymano 100 cm3 roztworu. W celu ustalenia składu mieszaniny soli pobrano 20 cm3 otrzymanego roztworu, a następnie przeprowadzono reakcję:

Ag+ + Cl → AgCl ↓

Na wytrącenie jonów chlorkowych zawartych w 20 cm3 roztworu zużyto 40 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) srebra AgNO3 o stężeniu 0,3 mol∙dm−3.

Oblicz w procentach masowych zawartość azotanu(V) wapnia i chlorku baru w opisanej mieszaninie.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 14. (2 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Rozpuszczalność substancji Oblicz

Węglan sodu występuje w postaci soli bezwodnej oraz w postaci hydratu zawierającego 63% masowych wody. Obie formy rozpuszczają się w wodzie. Uwodniony węglan sodu tworzy bezbarwne kryształy, które podczas ogrzewania uwalniają wodę krystalizacyjną i rozpuszczają się w niej.

Rozpuszczalność węglanu sodu (w przeliczeniu na sól bezwodną) w temperaturze 40°C jest równa 48,8 g na 100 g wody.

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

14.1. (0–1)

Wykonaj obliczenia i ustal wzór opisanego hydratu węglanu sodu.

Wzór hydratu:

14.2. (0–1)

Na podstawie obliczeń rozstrzygnij, czy węglan sodu zawarty w opisanym hydracie całkowicie rozpuści się w wodzie krystalizacyjnej w temperaturze 40°C.

Rozstrzygnięcie: Węglan sodu (rozpuści się / nie rozpuści się) całkowicie w uwolnionej wodzie krystalizacyjnej w temperaturze 40°C.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 10. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Produkcja krzemu w skali przemysłowej polega na redukcji tlenku krzemu(IV) węglem w piecu elektrycznym w temperaturze około 2300 K. Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem:

SiO2 + 2C 2300 K Si + 2CO

Oblicz, ile kilogramów czystego krzemu można otrzymać z 1 tony piasku kwarcowego zawierającego 85% masowych tlenku krzemu(IV), jeżeli wydajność procesu jest równa 70%. Przyjmij, że pozostałe składniki piasku nie zawierają krzemu.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 8. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Podaj/wymień

W zamkniętym reaktorze znajdowały się dwa gazy: wodór oraz fluor. Po zakończeniu reakcji zbiornik zawierał tylko fluorowodór, którego masa była równa 0,4 g.

Napisz, w jakim stosunku objętościowym zmieszano wodór z fluorem w reaktorze, oraz określ, ile gramów wodoru i ile gramów fluoru wprowadzono do reaktora.

Stosunek objętości substratów Vwodoru : Vfluoru =

Masa wodoru wprowadzonego do reaktora mwodoru =

Masa fluoru wprowadzonego do reaktora mfluoru =

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 25. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Próbkę mieszaniny NaCl i MgCl2 o masie 3,7 g rozpuszczono w wodzie, a do otrzymanej mieszaniny dodano nadmiar wodnego roztworu AgNO3. W roztworze zaszła reakcja opisana równaniem:

Ag+ + Cl → AgCl↓

Odsączony, przemyty i wysuszony osad AgCl ważył 10,0 g.

Oblicz masę chlorku magnezu w próbce mieszaniny. Wynik podaj w gramach i zaokrąglij do jednego miejsca po przecinku.

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 22. (2 pkt)

Stechiometria - ogólne Oblicz

Do 50 cm3 wodnego roztworu CuSO4 o stężeniu 0,4 mol ∙ dm−3 wprowadzono 783 mg opiłków pewnego metalu X, który reagował z jonami Cu2+ w stosunku molowym 1 : 1. Metal X w szeregu napięciowym metali jest przed kadmem. Po zakończeniu reakcji do otrzymanej mieszaniny dodano 1200 mg opiłków kadmu i wtedy reakcja przebiegała dalej, do całkowitego odbarwienia roztworu. Kadm reagował z jonami Cu2+ w stosunku molowym 1 : 1. Po zakończeniu reakcji, wydzielono z jej produktów mieszaninę metali i stwierdzono, że zawiera ona 19% masowych kadmu.

Oblicz masę molową metalu X i podaj jego symbol chemiczny. Przyjmij, że masy molowe są równe: MCu = 63,55 g ∙ mol−1, MCd = 112,41 g ∙ mol−1.

Symbol chemiczny metalu:

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 21. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przeprowadzono doświadczenie 1. zgodnie z poniższym schematem.

Następnie wykonano doświadczenie 2., do którego użyto roztworów tych samych kwasów – o takiej samej objętości i stężeniu jak roztwory użyte w doświadczeniu 1. W doświadczeniu 2. do roztworów dodano jednak inną sól – Na2CO3 – o masie 0,53 g.

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

1. W doświadczeniu 1. w reakcji kwasu siarkowego(VI) z węglanem magnezu wydzieliło się mniej gazu niż w doświadczeniu 2. w reakcji kwasu siarkowego(VI) z węglanem sodu. P F
2. W doświadczeniu 2., w którym użyto węglanu sodu, w zlewkach I i II wydzieliło się tyle samo gazu. P F
3. Po zakończeniu reakcji w zlewce II z użyciem węglanu sodu (doświadczenie 2.) odczyn roztworu był kwasowy. P F

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 18. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Roztwór wodny chloru to tzw. woda chlorowa Cl2 (aq). W tym roztworze ustala się równowaga opisana równaniem:

Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO

Powstający oksokwas pod wpływem światła ulega częściowemu rozkładowi z wydzieleniem tlenu:

2HClO → 2HCl + O2

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

10,65 g chloru rozpuszczono w 1800 cm3 wody, a otrzymaną wodę chlorową pozostawiono na pewien czas w otwartym naczyniu na świetle.

Oblicz stężenie molowe kwasu solnego w roztworze w momencie, w którym 1,0% chloru obecnego w roztworze uległ reakcji chemicznej z wodą, a oksokwas powstający w roztworze uległ w 50% reakcji rozkładu. W obliczeniach przyjmij, że sumaryczna objętość roztworu się nie zmieniła i wynosiła 1800 cm3.

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 17. (3 pkt)

pH Stechiometryczny stosunek reagentów Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

Do trzech probówek wprowadzono takie same objętości wodnego roztworu wodorotlenku sodu (Vz) o trzech różnych stężeniach molowych (𝑐1, 𝑐2, 𝑐3) i dodano do nich po 2 krople roztworu oranżu metylowego. Do probówek dodano następnie, mieszając, takie same objętości kwasu solnego (Vk) o znanym stężeniu molowym (𝑐k). Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.

Po zakończeniu doświadczenia okazało się, że zmiana barwy roztworu nastąpiła tylko w probówce II.

17.1. (0–1)

Uzupełnij poniższą tabelę. Napisz, jaką barwę miał roztwór w probówce II przed reakcją i po zakończeniu reakcji.

Barwa roztworu w probówce II
przed reakcją po reakcji

17.2. (0–2)

Rozstrzygnij, czy na podstawie przeprowadzonego doświadczenia można jednoznacznie wskazać, w której probówce znajdował się:

  • roztwór NaOH o najwyższym stężeniu. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

  • roztwór NaOH o najniższym stężeniu. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Strony