1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii

Elektrochemia

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

 

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 31. (1 pkt)

Budowa i działanie ogniw Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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

1. W ogniwie opisanym schematem

Fe | Fe2+ || Ag+ | Ag


funkcję katody pełni półogniwo żelazne, a funkcję anody − półogniwo srebrowe. 		P F
2. W pracującym ogniwie opisanym schematem

Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu


na katodzie przebiega reakcja opisana równaniem Cu2+ + 2e– → Cu. 		P F
3. Podczas pracy ogniwa zbudowanego z półogniwa magnezowego i półogniwa ołowiowego następuje roztwarzanie magnezu i wydzielanie się ołowiu. P F

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 20. (3 pkt)

Elektroliza Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Student miał za zadanie dobrać prawidłową metodę pozwalającą na otrzymanie magnezu. Z wykładów pamięta, że należy przeprowadzić elektrolizę MgCl2. Niestety nie pamięta szczegółów.

20.1. (0-1)

Wybierz prawidłowe dokończenie zdania. Podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych.

Do otrzymania magnezu można wykorzystać elektrolizę stopionego MgCl2 / wodnego roztworu MgCl2.

20.2. (0-1)

Wyjaśnij, dlaczego jedna z metod nie pozwala na otrzymanie magnezu.

20.3. (0-1)

Zapisz równania reakcji chemicznych, które zachodzą podczas procesu elektrolizy, o którym mowa w informacji wstępnej.

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 22. (3 pkt)

Elektroliza Napisz równanie reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W 1 dm3 wody rozpuszczono sole miedzi(II), niklu(II) oraz srebra(I), zawierające identyczny anion. W otrzymanym roztworze stężenie molowe kationów wszystkich metali było jednakowe. Przez ten roztwór przepuszczono ładunek elektryczny w warunkach umożliwiających wydzielenie na katodzie kolejno trzech metali.

22.1. (0–1)

Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz nazwy lub symbole metali w kolejności ich wydzielania na katodzie.

Kolejność wydzielania na katodzie I II III
Metal                                                                                                                                             

22.2. (0–2)

Wybierz i podkreśl nazwy wszystkich anionów, które mogłyby wchodzić w skład soli użytych w doświadczeniu, jeżeli proces prowadzono na elektrodach grafitowych, a na anodzie wydzielił się tylko bezbarwny i bezwonny gaz. Napisz równanie reakcji zachodzącej na anodzie.

Aniony:

azotany(V)
chlorki
siarczany(VI)

Równanie reakcji:

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 20. (2 pkt)

Budowa i działanie ogniw SEM Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

W ogniwie galwanicznym zachodzi reakcja opisana równaniem:

Mg + Pb2+ → Mg2+ + Pb

20.1. (0–1)

Uzupełnij poniższy schemat ogniwa, w którym zachodzi opisana reakcja. Wpisz symbole metali i wzory jonów oraz zaznacz w tym ogniwie ładunki elektrod (+ albo –).

20.2. (0–1)

Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych.

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 16. (1 pkt)

Elektrochemia - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Stal to stop żelaza z węglem. Korozja stali polega na utlenianiu żelaza tlenem rozpuszczonym w wodzie. Obecność elektrolitu w roztworze przyspiesza ten proces, ale w roztworach o wysokim pH korozja jest zahamowana. Powstająca w wyniku korozji rdza zawiera uwodniony tlenek żelaza(III) – o wzorze 2Fe2O3 · 3H2O i masie M = 374 g ⋅ mol−1 – i niewielkie ilości innych związków żelaza na III stopniu utlenienia.
W celu zbadania wpływu różnych czynników na szybkość korozji przeprowadzono doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie.

Po trwającym kilka dni eksperymencie zaobserwowano, że najwięcej rdzy powstało w probówce IV, w której drut stalowy stykał się z blaszką miedzianą.

Spośród wymienionych związków podkreśl wzory tych, które mogą stanowić składniki rdzy.

FeBr2     Fe2(CO3)3     Fe(OH)3     FeSO4

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 15. (1 pkt)

Elektrochemia - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Stal to stop żelaza z węglem. Korozja stali polega na utlenianiu żelaza tlenem rozpuszczonym w wodzie. Obecność elektrolitu w roztworze przyspiesza ten proces, ale w roztworach o wysokim pH korozja jest zahamowana. Powstająca w wyniku korozji rdza zawiera uwodniony tlenek żelaza(III) – o wzorze 2Fe2O3 · 3H2O i masie M = 374 g ⋅ mol−1 – i niewielkie ilości innych związków żelaza na III stopniu utlenienia.
W celu zbadania wpływu różnych czynników na szybkość korozji przeprowadzono doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie.

Po trwającym kilka dni eksperymencie zaobserwowano, że najwięcej rdzy powstało w probówce IV, w której drut stalowy stykał się z blaszką miedzianą.

Uszereguj probówki. Wpisz ich numery w kolejności rosnącej ilości rdzy, która powstała w trakcie trwania eksperymentu.

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 4. (1 pkt)

Elektrochemia - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Związki jonowe w odpowiednich warunkach mają zdolność do przewodzenia prądu.

Uzupełnij tabelę. Wpisz znak „+”, jeśli w danych warunkach chlorek potasu przewodzi prąd, albo znak „−”, jeśli w danych warunkach chlorek potasu nie przewodzi prądu.
Przewodzenie prądu
w stanie stałym
stopiony
rozpuszczony w wodzie

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9. (2 pkt)

Elektroliza Oblicz

Elektroliza wodnego roztworu HCl przebiega zgodnie z równaniem:

2H+ + 2Cl− → H2 + Cl2

Podczas elektrolizy przez wodny roztwór HCl o objętości 400,0 cm3 i o stężeniu 0,1 mol·dm−3 przepłynął ładunek 3821,4 C.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i określ, jak się zmieniło (wzrosło czy zmalało), i o ile jednostek, pH tego roztworu w wyniku elektrolizy. Podczas rozwiązywania zadania nie zaokrąglaj wyników pośrednich. Stała Faradaya ma wartość F = 96500 C · mol–1. Przyjmij, że objętość roztworu nie uległa zmianie, a podczas elektrolizy nie zachodziły procesy uboczne, np. rozkład wody.

Odpowiedź: pH roztworu

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 8. (4 pkt)

Elektroliza Napisz równanie reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu substancji X. W warunkach prowadzenia doświadczenia na każdej z elektrod zaobserwowano jedynie wydzielanie bezbarwnego gazu. Objętość gazu wydzielonego na jednej z elektrod była dwa razy większa niż objętość gazu otrzymanego na drugiej elektrodzie.

8.1. (1 pkt)

Podkreśl wzór substancji X, której wodny roztwór poddano elektrolizie. Wybierz ten wzór spośród wymienionych poniżej.

HBr     CuSO4     KOH     NaCl

8.2. (1 pkt)

Uzupełnij schemat doświadczenia. Wpisz nazwy gazów zebranych w obu probówkach oraz ładunki („+” albo „–”) obu elektrod.

8.3. (2 pkt)

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących na anodzie i na katodzie podczas opisanej elektrolizy.

Równanie reakcji zachodzącej na anodzie:

Równanie reakcji zachodzącej na katodzie:

Matura Maj 2014, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 28. (2 pkt)

Elektroliza Oblicz

Elektroliza wodnego roztworu chlorku sodu na elektrodach grafitowych przebiega zgodnie z równaniem:

2NaCl + 2H2O prąd elektryczny 2NaOH + H2 + Cl2

Oblicz, ile sekund trwała elektroliza, jeśli otrzymano 10 cm3 wodoru (w przeliczeniu na warunki normalne), a natężenie prądu przepuszczanego przez elektrolizer wynosiło 1 A. Stała Faradaya F = 96500 C · mol–1. Wynik zaokrąglij do liczb całkowitych.

Matura Maj 2014, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27. (2 pkt)

Energetyka reakcji Elektrochemia - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Jeżeli w reakcji redoks biorą udział jony H+, to potencjał układu zależy od stężenia tych jonów, czyli od pH roztworu. Dla takich układów potencjał odnosi się do roztworów, w których cH+ = 1 mol · dm–3, a więc pH = 0. Wartości potencjałów redoks wielu ważnych biologicznie układów utleniacz – reduktor przedstawiane są dla przyjętego przez biochemików stanu, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K. Różnica pH roztworu wpływa na wartość potencjału półogniwa. Potencjał półogniwa wodorowego EH2/H+ w środowisku o pH różnym od zera można obliczyć (w woltach), korzystając z następującej zależności:

EH2/H+ = EoH2/H+ + 0,06 log cH+

gdzie EoH2/H+ oznacza potencjał standardowy półogniwa wodorowego.

Na podstawie: Lubert Stryer, Biochemia, Warszawa 2003 oraz
K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
a)Oblicz potencjał półogniwa wodorowego w stanie, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.

Poniżej przedstawiono równania reakcji i potencjały redoks dwóch układów biologicznych dla pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.

Równanie reakcji Potencjał E, V
12 + O2 + 2H+ + 2e– ⇄ H2O 0,82
NAD+ + H+ + 2e− ⇄ NADH –0,32
b) Oceń, czy reakcja zilustrowana równaniem H2O + NAD+ → 12O2 + H+ + NADH zachodzi samorzutnie, czy do jej zajścia konieczne jest dostarczenie energii. Uzupełnij poniższe zdanie: wybierz i podkreśl jedno określenie w każdym nawiasie.

Aby mogła zajść opisana reakcja, (jest / nie jest) konieczne dostarczenie energii, ponieważ woda jest reduktorem (silniejszym / słabszym) niż NADH.

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 22. (1 pkt)

Elektrochemia - pozostałe Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Podwodne części kadłubów statków chronione są za pomocą protektorów (metali lub ich stopów), które zapobiegają korozji żelaza. Poniżej podane są wartości potencjałów elektrodowych wybranych metali w wodzie morskiej.
Metal magnez cynk żelazo cyna nikiel
E, V − 1,45 − 0,80 − 0,50 − 0,25 − 0,12
Na podstawie: W. Tomaszow, Teoria korozji i ochrony metali, Warszawa 1965.

Spośród wymienionych w tabeli metali wybierz jeden, który może być zastosowany do ochrony protektorowej żelaza w wodzie morskiej, i napisz równanie procesu elektrodowego zachodzącego na elektrodzie, którą stanowi wybrany metal (protektor).

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 11. (2 pkt)

Elektroliza Napisz równanie reakcji

Chlor wypiera mniej reaktywne od niego fluorowce z roztworów ich soli. Reaguje bezpośrednio z wieloma pierwiastkami, np. glin gwałtownie reaguje z chlorem, a reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem

2Al + 3Cl2 →2AlCl3

Chlor wchodzi w reakcję z wodorotlenkiem sodu. Produktami tej przemiany są m.in. sól kwasu tlenowego, w której chlor występuje na I stopniu utlenienia, oraz sól kwasu beztlenowego.
Chlor można otrzymać w wyniku elektrolizy chlorków (np. litowców) i kwasu solnego. Powstaje on także w wyniku katalitycznego utleniania chlorowodoru tlenem. W laboratorium chlor uzyskuje się m.in. w reakcji stężonego kwasu solnego z tlenkiem manganu(IV), zilustrowanej równaniem:

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

W celu otrzymania chloru przeprowadzono na elektrodach platynowych elektrolizę stopionej soli sodu (proces I) oraz elektrolizę kwasu solnego (proces II).

Zapisz sumaryczne równania reakcji zachodzących w trakcie obu procesów.

Proces I:
Proces II:

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 25. (1 pkt)

Budowa i działanie ogniw Napisz równanie reakcji

Podczas rozładowywania (czerpania prądu) akumulatora kwasowo-ołowiowego zachodzą procesy opisane sumarycznym równaniem (PbO2 jest nierozpuszczalny w wodzie):

Pb + PbO2 + 2H2SO4 ⟶ 2PbSO4 + 2H2O

Ze względu na zmianę stężenia roztworu, która zachodzi w akumulatorze w czasie jego pracy, stopień rozładowania akumulatora można określić przez pomiar gęstości tego roztworu.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

Napisz sumaryczne równanie procesów zachodzących podczas ładowania akumulatora kwasowo-ołowiowego.

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 24. (1 pkt)

Budowa i działanie ogniw Narysuj/zapisz wzór

Podczas rozładowywania (czerpania prądu) akumulatora kwasowo-ołowiowego zachodzą procesy opisane sumarycznym równaniem (PbO2 jest nierozpuszczalny w wodzie):

Pb + PbO2 + 2H2SO4 ⟶ 2PbSO4 + 2H2O

Ze względu na zmianę stężenia roztworu, która zachodzi w akumulatorze w czasie jego pracy, stopień rozładowania akumulatora można określić przez pomiar gęstości tego roztworu.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

Napisz wzór elektrolitu, którego zmiany stężenia są podstawą określania stopnia rozładowania akumulatora. Zaznacz, jak zmienia się (zwiększa się albo zmniejsza się) to stężenie w czasie rozładowywania akumulatora.

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23. (2 pkt)

Elektroliza Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu pewnej soli z użyciem elektrod platynowych. Stwierdzono, że podczas tej elektrolizy zaszły procesy elektrodowe rozkładu wody.

23.1. (0-1)

Z podanych poniżej wzorów wybierz i zaznacz wzory tych soli, które mogły być użyte w opisanym procesie elektrolizy.

CuSO4     ZnCl2     Na2SO4     NaCl     KNO3

23.2. (0-1)

Napisz równanie procesu zachodzącego podczas elektrolizy tych soli na katodzie oraz równanie procesu przebiegającego podczas elektrolizy tych soli na anodzie.

Równanie procesu zachodzącego na katodzie:

Równanie procesu zachodzącego na anodzie:

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 22. (2 pkt)

Budowa i działanie ogniw SEM Napisz równanie reakcji Oblicz

W tabeli przedstawiono równania reakcji elektrodowych i wartości potencjału standardowego E° dwóch półogniw redoks.

Równanie reakcji elektrodowej Potencjał standardowy, V
MnO−4 + 8H+ + 5e− ⇄ Mn2+ + 4H2O 1,507
ClO−3 + 2H+ + e− ⇄ ClO2 + H2O 1,152
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.

22.1. (0-1)

Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym ogniwie zbudowanym z tych półogniw.

22.2. (0-1)

Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) tego ogniwa w warunkach standardowych. Wynik podaj z dokładnością do trzech miejsc po przecinku.

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 20. (1 pkt)

Budowa i działanie ogniw Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Ochronę stalowych zbiorników, korpusów statków, podziemnych rurociągów mogą zapewnić tzw. protektory. Są to wykonane z odpowiednich metali elektrody, które po połączeniu z konstrukcją stalową tworzą ogniwo galwaniczne. W tym ogniwie anodą jest protektor.

Ustal, czy miedzianą blachę można zastosować jako protektor dla ochrony konstrukcji stalowej. Odpowiedź uzasadnij.

Strony