1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii
  3. Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Chemia - Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1.

Kategoria: Elektrony w atomach, orbitale Stopnie utlenienia Typ: Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:

  • elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach
  • w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛.

Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą – przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.

1.1. (0–2)

Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X – oraz dla każdego z nich – najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.

Symbol pierwiastka Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X

1.2. (0–1)

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał graficzny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej kationu X3+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij numery powłok i symbole podpowłok.

1.3. (0–3)

Uzupełnij tabelę i napisz równania reakcji:

  • w formie cząsteczkowej – tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia z wodą (reakcja 1.)
  • w formie jonowej – tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia z wodorotlenkiem potasu (reakcja 2.).

Użyj symboli A i X.

Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia

Równanie reakcji 1.:

Równanie reakcji 2.:

Rozwiązanie

1.1. (0–2)

Zasady oceniania
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli – podanie w odpowiedniej kolejności symboli pierwiastków X i A oraz dla każdego z nich: najwyższego stopnia utlenienia w związkach chemicznych i liczby elektronów niesparowanych w atomie.
1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli – podanie symbolu pierwiastka, najwyższego stopnia utlenienia w związkach chemicznych i liczby elektronów niesparowanych w atomie
ALBO
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch kolumn tabeli – podanie symboli pierwiastków i najwyższych stopni utlenienia w związkach chemicznych albo symboli pierwiastków i liczby elektronów niesparowanych w ich atomach.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Symbol pierwiastka Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A P LUB fosfor V ALBO 5 3
Pierwiastek X Cr LUB chrom VI ALBO 6 6

1.2. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu konfiguracji elektronowej kationu chromu Cr3+ w stanie podstawowym z uwzględnieniem numeru powłoki i symboli podpowłok.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Uwaga: Elektrony niesparowane muszą mieć zgodny spin.

1.3. (0–3)

Zasady oceniania
3 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie we właściwej formie dwóch równań reakcji.
2 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie we właściwej formie jednego równania reakcji
ALBO
2 pkt – brak uzupełnienia tabeli lub błędne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie dwóch równań reakcji.
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i błędne zapisanie dwóch równań reakcji
ALBO
2 pkt – błędne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie jednego równania reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia
AH3 LUB H3A ALBO PH3 LUB H3P A4O10 ALBO P4O10 XO3 ALBO CrO3

Równanie reakcji 1.:
P4O10 + 6H2O → 4H3PO4
ALBO
A4O10 + 6H2O → 4H3AO4

Równanie reakcji 2.:
CrO3 + 2OH– → CrO2–4 + H2O
ALBO
XO3 + 2OH– → XO2–4 + H2O
ALBO
CrO3 + 2K+ + 2OH– → CrO2–4 + 2K+ + H2O
ALBO
XO3 + 2K+ + 2OH– → XO2–4 + 2K+ + H2O

Uwaga:
W tabeli wzór tlenku pierwiastka A musi być zapisany w postaci A4O10 lub P4O10.
W równaniu reakcji tego tlenku z wodą dopuszcza się zapis wzoru tlenku w postaci A2O5 albo P2O5.