Chemia - Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10.
Cynk, magnez i glin w opisanych poniżej doświadczeniach ulegają przemianom zilustrowanym następującymi schematami:
W kolbach oznaczonych numerami I, II i III umieszczono w przypadkowej kolejności próbki cynku, magnezu i glinu. W każdej kolbie była próbka innego metalu. Na te metale podziałano kwasem solnym. Opisane doświadczenie zilustrowano poniższym schematem.
Podczas opisanego doświadczenia w każdej kolbie metal uległ całkowitemu roztworzeniu i powstały klarowne, bezbarwne roztwory chlorków badanych metali. Przebiegowi wszystkich reakcji towarzyszyło wydzielanie się bezbarwnego gazu.
W celu identyfikacji roztworów chlorków otrzymanych w kolbach I, II i III przeprowadzono dwa doświadczenia. W pierwszym z nich jako odczynnika użyto wodnego roztworu wodorotlenku sodu, a w drugim – wodnego roztworu amoniaku.
10.1. (0–1)
Podczas pierwszego doświadczenia próbki roztworów z kolb I, II i III umieszczono w probówkach oznaczonych tymi samymi numerami i do każdej z nich dodawano kroplami roztwór wodorotlenku sodu. We wszystkich probówkach zaobserwowano wytrącenie się białego osadu. Podczas dodawania kolejnych porcji odczynnika zaobserwowano roztworzenie się osadów w probówkach I i III, natomiast osad w probówce II pozostał niezmieniony.
Podkreśl symbol metalu, którego jony zidentyfikowano podczas opisanego (pierwszego) doświadczenia. Uzasadnij swój wybór.
Metal, którego jony zidentyfikowano podczas opisanego doświadczenia, to (Al / Mg / Zn).
Uzasadnienie wyboru:
10.2. (0–2)
Podczas drugiego doświadczenia próbki roztworów z kolb I i III umieszczono w probówkach oznaczonych tymi samymi numerami i do każdej z nich dodawano kroplami roztwór amoniaku. Najpierw w obu probówkach wytrącił się biały osad, ale przy dodawaniu kolejnych porcji odczynnika zaobserwowano roztworzenie się osadu w probówce I.
Napisz:
- w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której w probówce III wytrącił się biały osad;
- w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której nastąpiło roztworzenie białego osadu w probówce I.
Rozwiązanie
10.1. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne podkreślenie symbolu metalu i poprawne uzasadnienie wyboru odwołujące
się do właściwości wodorotlenku magnezu lub do właściwości wodorotlenku glinu
i wodorotlenku cynku.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Metal, którego jony zidentyfikowano podczas opisanego doświadczenia to (Al / Mg / Zn).
Uzasadnienie wyboru, np.:
Mg(OH)2 jako jedyny nie reaguje z NaOH.
lub
Powstały w reakcji Mg2+ + 2OH– → Mg(OH)2 wodorotlenek magnezu nie jest amfoteryczny
i dlatego nie reaguje z nadmiarem NaOH. Natomiast wodorotlenki cynku
i glinu to związki amfoteryczne.
lub
Mg(OH)2 ma charakter zasadowy.
Uwagi:
- Uzasadnienie, w którym zdający odwoła się do możliwości tworzenia kompleksów z jonami OH– przez cynk i glin lub do braku takiej możliwości w przypadku magnezu, należy uznać za poprawne.
- Stwierdzenie, że magnez nie jest pierwiastkiem amfoterycznym, jest odpowiedzią niewystarczającą.
- Odwołanie się do reakcji metali z jonami OH– jest błędne.
10.2. (0–2)
Schemat punktowania
2 p. – za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji.
1 p. – za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji.
0 p. – za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki
stechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
- równanie reakcji, w wyniku której w probówce III wytrącił się biały osad
Al3+ + 3NH3 ⋅ H2O → Al(OH)3 (↓) + 3NH+4
lub Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 (↓) + 3NH+4
lub Al3+ + 3OH− → Al(OH)3 (↓) - równanie reakcji, w wyniku której nastąpiło roztworzenie białego osadu w probówce I
Zn(OH)2 + 4NH3·H2O → [Zn(NH3)4]2+ + 2OH− + 4H2O
lub Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4]2+ + 2OH−
Uwaga: Brak nawiasu kwadratowego we wzorze jonu kompleksowego nie powoduje utraty punktu.
