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.
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.
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.
Tlenek azotu(IV) NO2 można zredukować katalitycznie za pomocą amoniaku. Przebieg tej reakcji opisano równaniem:
6NO2 + 8NH3katalizator, 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.
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.
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+→ HCO–3 + H2O
Odbarwienie fenoloftaleiny świadczyło o całkowitej przemianie jonów CO2–3 w jony HCO–3.
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:
HCO–3 + 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Chlor występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów. W jądrze izotopu
o mniejszej liczbie masowej znajduje się 18 neutronów. Zawartość procentowa tego izotopu
w występującym w przyrodzie pierwiastku wynosi 75,78%. Średnia masa atomowa chloru jest
równa 35,453 u, a jeden z izotopów tego pierwiastka ma masę równą 34,969 u.
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.
Wartość masy atomowej danego izotopu podana z dokładnością do liczby całkowitej jest
równa jego liczbie masowej.
Oblicz masę atomową drugiego izotopu chloru. Wynik końcowy zaokrąglij do trzeciego
miejsca po przecinku. Podaj liczbę masową tego izotopu chloru i określ liczbę
neutronów w jego jądrze atomowym.
Błękit indygo jest naturalnym barwnikiem, który w końcu XIX w.
zaczęto otrzymywać syntetycznie. W jednej z opracowanych wtedy
metod produkcji tego związku surowcem była pochodna glicyny,
N‑(2‑karboksyfenylo)glicyna (związek I). Ten substrat w pierwszym
etapie syntezy ogrzewano z NaOH, co prowadziło do zamknięcia
pierścienia pięcioczłonowego.
Tę reakcję opisuje schemat:
Etap I
Otrzymaną mieszaninę zakwaszono w celu utworzenia związku II. W drugim etapie syntezy
zachodziła dekarboksylacja związku II oraz pewien proces X, w którym uczestniczył tlen
z powietrza. Reakcje te prowadziły do powstania indyga, zgodnie ze schematem:
Etap II
48.1. (0–1)
Napisz wzór nieorganicznego produktu ubocznego pierwszego etapu syntezy.
48.2. (0–1)
Podaj stosunek molowy tlenu O2 do związku II w reakcji zachodzącej podczas
procesu X.
Zadanie usunięte przez CKE z wersji informatora dla egzaminu maturalnego od roku szkolnego 2024/2025 jako niezgodne z podstawą programową.
W czasie elektrolizy stopionego tlenku glinu prowadzonej w temperaturze 2050°C i pod
ciśnieniem 1013 hPa zachodzą procesy elektrodowe zilustrowane równaniami:
Al3+ + 3e− → Al
2O2− → O2 + 4e−
Podczas tego procesu wydzielił się tlen. Objętość tlenu zmierzona w warunkach prowadzenia
elektrolizy była równa 43,85 dm3.
Oblicz, ile gramów glinu otrzymano w czasie elektrolizy stopionego tlenku glinu.
Przyjmij, że oba procesy elektrodowe przebiegły z wydajnością równą 100%.
Uniwersalna stała gazowa R = 83,1 dm3 · hPa · mol–1 ⋅ K–1.
Do 200 g 15% roztworu azotanu(V) cynku dodawano powoli 500 cm3 roztworu wodorotlenku potasu.
Oblicz minimalne stężenie wodorotlenku potasu potrzebne, aby uzyskać w wyniku zachodzących
reakcji klarowny roztwór. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
