Węgiel tworzy kilka odmian alotropowych, które różnią się strukturą krystaliczną. Są wśród
nich diament, grafit i fulereny.
Poniżej przedstawiono informacje o jednej z odmian alotropowych węgla,
a obok – model jej struktury krystalicznej.
Występuje w postaci miękkiego minerału o słabym metalicznym połysku.
Ta odmiana charakteryzuje się dobrym przewodnictwem elektryczności
i ciepła.
Rozstrzygnij, czy przedstawione informacje dotyczą diamentu czy
grafitu. Wyjaśnij, dlaczego ta odmiana charakteryzuje się dobrym
przewodnictwem elektryczności.
Gazowy wodór wydziela się w reakcjach różnych metali z kwasami, a najaktywniejsze metale redukują wodę do wodoru. Na zajęciach koła chemicznego uczniowie mieli zaprojektować laboratoryjną metodę otrzymywania wodoru, inną niż stosowane powszechnie działanie kwasem solnym na cynk.
uczeń A – magnezu z kwasem octowym;
uczeń B – potasu z wodą;
uczeń C – cynku ze stężonym kwasem azotowym(V).
Nauczyciel stwierdził, że wodór powstaje w dwóch spośród zaproponowanych reakcji, ale tylko jedna z nich jest możliwa do przeprowadzenia w szkolnej pracowni chemicznej.
Napisz, który uczeń poprawnie zaprojektował doświadczenie. Wyjaśnij, dlaczego druga propozycja doświadczenia, w którym również powstaje wodór, była nieodpowiednia. Odwołaj się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujących w szkolnej pracowni chemicznej.
Sól Mohra to zwyczajowa nazwa siarczanu(VI) żelaza(II) i amonu o wzorze (NH4)2Fe(SO4)2. W laboratorium chemicznym ten związek jest często używany jako wygodne i stabilne źródło jonów żelaza(II). Zarówno sama sól Mohra, jak i jej wodne roztwory są odporne na utlenianie na powietrzu.
Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie. W pierwszym etapie do dwóch probówek (A i B) z roztworem soli Mohra dodano wodny roztwór wodorotlenku sodu. Wynik doświadczenia w obu probówkach był identyczny i został przedstawiony na fotografii.
W czasie doświadczenia zaszła reakcja chemiczna opisana równaniem:
Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2
Zaobserwowano również, że zwilżony uniwersalny papierek wskaźnikowy umieszczony u wylotu probówki zabarwił się na niebiesko.
11.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu wodnego roztworu wodorotlenku sodu, w wyniku której powstała substancja odpowiedzialna za zmianę barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego.
11.2. (0–1)
W drugim etapie doświadczenia do zawartości probówki A otrzymanej w poprzednim etapie dodano wodę utlenioną, czyli roztwór nadtlenku wodoru o stężeniu 3 %. Wynik tej części doświadczenia przedstawiono na fotografii.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w probówce A.
11.3. (0–1)
Probówkę B pozostawiono przez dłuższy czas na powietrzu. W probówce zaobserwowano zmiany, które zilustrowano na poniższych fotografiach.
Wyjaśnij przyczyny obserwowanych zmian w probówce B pomimo niedodania do tej probówki żadnego odczynnika.
Diament i grafit to najbardziej znane odmiany alotropowe węgla.
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące diamentu i grafitu są prawdziwe. Zaznacz P,
jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Atomy węgla w diamencie tworzą trzy wiązania σ, dlatego w przeciwieństwie do grafitu diament nie przewodzi prądu.
P
F
2.
Atomy węgla w graficie tworzą równolegle ułożone warstwy. Słabe oddziaływania między warstwami powodują, że grafit jest kruchy.
P
F
3.
Grafit i diament różnią się właściwościami fizycznymi, dlatego tlenek węgla(IV) otrzymany z grafitu ma inne właściwości fizyczne niż tlenek węgla(IV) otrzymany z diamentu.
Jod bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie i jego nasycony roztwór, nazywany wodą jodową,
w temperaturze 25°C ma stężenie ok. 1,3·10‒3 mol·dm‒3. Dużo lepiej jod rozpuszcza się
(roztwarza) w roztworze zawierającym jony jodkowe, gdyż przebiega tam reakcja opisana
równaniem:
I2 + I‒ ⇄ I–3
Stężeniowa stała tej równowagi w temperaturze 25°C jest równa 700.
W niektórych schorzeniach tarczycy stosuje się tzw. płyn Lugola, który można przyrządzić,
jeśli wymiesza się 1 g jodu i 2 g jodku potasu z 97 g wody.
W roztworze wodnym o odczynie zasadowym cząsteczki jodu ulegają reakcji
dysproporcjonowania, w wyniku czego tworzą się jony jodkowe i jony jodanowe(I). Jodany(I)
są tak nietrwałe, że łatwo ulegają kolejnej przemianie, której produktami są jodki i jodany(V).
Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej po wprowadzeniu
jodu do wodnego roztworu wodorotlenku sodu.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym na podstawie zachodzącej reakcji chemicznej
można stwierdzić, że wolny chlor jest silniejszym utleniaczem niż wolny brom.
15.1. (0–1)
Uzupełnij schemat przeprowadzonego doświadczenia – zaznacz po jednym wzorze
odczynnika w zestawach I i II.
15.2. (0–1)
Do probówki zawierającej kilka cm3 bezbarwnego rozpuszczalnika CHCl3 wlano podobną
objętość odczynnika, który został wybrany z zestawu I, a następnie zawartość probówki
energicznie wstrząsano. Zaobserwowano rozdzielenie się cieczy na dwie warstwy (etap 1.).
Następnie do probówki dodano odczynnik wybrany z zestawu II, ponownie wstrząsano
zawartość probówki i zaobserwowano rozdzielenie się cieczy na dwie warstwy (etap 2.).
Zaznacz numer zdjęcia, na którym zilustrowany jest wynik po etapie 1., oraz numer
zdjęcia przedstawiającego wynik po etapie 2. doświadczenia.
Po etapie 1.:
zdjęcie 1.
zdjęcie 2.
zdjęcie 3.
Po etapie 2.:
zdjęcie 4.
zdjęcie 5.
zdjęcie 6.
15.3. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas przeprowadzonego doświadczenia.
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane rysunkiem:
122.1 (0-1)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w probówce I.
122.2 (0-1)
Napisz, co zaobserwowano podczas doświadczenia w probówce II. Odpowiedź
uzasadnij, pisząc w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła w tej probówce.
W celu porównania aktywności chemicznej fluorowców do dwóch probówek zawierających
bezbarwne, wodne roztwory fluorku potasu i bromku potasu wprowadzono po jednym
z następujących odczynników: Cl2, Br2, I2 (do każdej probówki inny odczynnik). W obu
probówkach zaobserwowano pojawienie się pomarańczowego zabarwienia roztworów.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
Aktywność fluorowców (rośnie / maleje) wraz ze wzrostem ich elektroujemności.
Fluorowiec o (większej / mniejszej) liczbie atomowej wypiera z roztworu soli fluorowiec
o (większej / mniejszej) liczbie atomowej.
W celu porównania aktywności chemicznej fluorowców do dwóch probówek zawierających
bezbarwne, wodne roztwory fluorku potasu i bromku potasu wprowadzono po jednym
z następujących odczynników: Cl2, Br2, I2 (do każdej probówki inny odczynnik). W obu
probówkach zaobserwowano pojawienie się pomarańczowego zabarwienia roztworów.
Na podstawie powyższej informacji uzupełnij schemat – wpisz wzory odpowiednich
odczynników.
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:
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
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest
prawdziwa, lub F – jeśli jest fałszywa.
1.
Chlor to żółtozielony gaz o charakterystycznym duszącym zapachu i o gęstości większej od gęstości powietrza.
P
F
2.
Produktem reakcji żelaza z chlorem jest sól, w której żelazo występuje na II stopniu utlenienia.
P
F
3.
Chlor otrzymany w reakcji 0,6 mola tlenku manganu(IV) ze stężonym kwasem solnym reaguje z 0,4 mola glinu.
Energia aktywacji określa wielkość bariery energetycznej, którą muszą pokonać reagujące
drobiny, aby doszło do reakcji chemicznej. Im mniejsza jest energia aktywacji dla danej
reakcji, tym szybciej zachodzi przemiana. Dużą energię aktywacji reakcji można zmniejszyć,
jeżeli wprowadzi się do układu katalizator.
Nadtlenek wodoru ulega reakcji rozkładu według równania:
2H2O2 → 2H2O + O2
W temperaturze pokojowej szybkość rozkładu H2O2 jest mała. W poniższej tabeli podano
wartości energii aktywacji reakcji rozkładu H2O2 bez udziału katalizatora oraz z udziałem
różnych katalizatorów.
Nazwa katalizatora
Energia aktywacji rozkładu H2O2 w temperaturze T, kJ ⋅ mol−1
bez katalizatora
75
peroksydaza (enzym)
23
platyna
49
tlenek manganu(IV)
58
Na podstawie: E. A. Moelwyn-Hughes, Physical Chemistry, London, New York, Paris 2012.
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem.
Uzupełnij poniższe zdania. W każdym nawiasie wybierz i podkreśl właściwe określenie.
Podczas doświadczenia zaobserwowano wydzielanie (barwnego / bezbarwnego) gazu, który
(dobrze / słabo) rozpuszcza się w wodzie. Po umieszczeniu w probówce z zebranym gazem
tlącego się łuczywka zapala się ono jasnym płomieniem, co świadczy o tym, że otrzymany
gaz (jest palny / podtrzymuje palenie).
