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.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w doświadczeniu 1.
podczas dodawania węglanu magnezu do zlewek.
Dwa tlenki metali, oznaczone umownie wzorami A2O i XO3, reagują ze sobą w stosunku
molowym 1:1. Produktem reakcji jest jonowy związek Z, w którym masowa zawartość
procentowa pierwiastka A wynosi 40,2%, natomiast dla pierwiastka X ta wielkość jest równa
26,8%.
21.1. (0–2)
Na podstawie obliczeń ustal symbole pierwiastków A i X.
Symbol pierwiastka A:
Symbol pierwiastka X:
21.2. (0–1)
Zaznacz numer zdjęcia, na którym przedstawiono związek Z.
W kolbach oznaczonych numerami I i II znajdowały się dwa różne klarowne roztwory o żółtej barwie. Każdy z roztworów otrzymano przez rozpuszczenie w wodzie jednej substancji
wybranej spośród:
FeCl3
K2CrO4
KMnO4
MnSO4
(NH4)2CrO4
(NH4)2Cr2O7
Do roztworu w kolbie I dodano wodny roztwór wodorotlenku sodu i zaobserwowano
wydzielanie się bezbarwnego gazu o charakterystycznym zapachu. Stwierdzono także, że w mieszaninie nie wytrącił się żaden osad i że roztwór pozostał żółty.
Do roztworu w kolbie II dodano wodny roztwór kwasu siarkowego(VI) i stwierdzono, że roztwór
pozostał klarowny, ale zmienił barwę z żółtej na pomarańczową. Kiedy do uzyskanej
mieszaniny dodano nadmiar wodnego roztworu wodorotlenku sodu, roztwór z powrotem stał się żółty i nie zaobserwowano wydzielania gazu.
18.1. (0–1)
Spośród wymienionych powyżej związków chemicznych wybierz i napisz wzór związku,
którego roztwór znajdował się w kolbie I na początku doświadczenia.
18.2. (0–2)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła w kolbie II:
po dodaniu wodnego roztworu H2SO4 do zawartości kolby
W dwóch probówkach znajdowały się wodne roztwory soli X i Z, otrzymane przez
rozpuszczenie stałych soli, z których jedną był siarczek potasu, a drugą – bromek potasu.
Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem. W doświadczeniu użyto
świeżo otrzymanej wody chlorowej.
Po dodaniu wody chlorowej do probówek zauważono, że w probówce I roztwór zmienił barwę,
ale pozostał klarowny, natomiast w probówce II pojawiło się zmętnienie.
17.1. (0–1)
Zidentyfikuj sole X i Z i wpisz ich wzory do tabeli.
Wzór soli X
Wzór soli Z
17.2. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji pomiędzy chlorem a bromkiem
potasu oraz pomiędzy chlorem a siarczkiem potasu.
Żelazo jest pierwiastkiem chemicznym, którego atomy występują w przyrodzie w postaci
4 trwałych odmian izotopowych. Najbardziej rozpowszechnioną odmianę stanowią nuklidy
o liczbie masowej 56.
Silnie rozdrobnione żelazo zapala się samorzutnie w powietrzu. Produktem utleniania żelaza
w wysokich temperaturach jest magnetyt, Fe3O4. Powstaje on także w czasie spalania żelaza
w czystym tlenie (reakcja 1.). Oprócz tlenku Fe3O4 żelazo tworzy jeszcze 2 inne tlenki: FeO
i Fe2O3. W podwyższonych temperaturach żelazo reaguje również z parą wodną według
równania:
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2
Roztwarzając czyste żelazo w kwasie solnym, uzyskuje się wodny roztwór chlorku żelaza(II)
(reakcja 2.), natomiast działając gazowym chlorem na żelazo w podwyższonej temperaturze,
uzyskuje się chlorek żelaza(III) (reakcja 3.). Pary chlorku żelaza(III) kondensują, tworząc
ciemnobrunatne kryształy dobrze rozpuszczalne w wodzie.
Żelazo ma zdolność zastępowania mniej aktywnych metali w ich roztworach. Przebiega
wtedy reakcja opisana schematem:
MeI + Me2+II → Me2+I + MeII
Powyższa przemiana zachodzi także podczas doświadczenia zilustrowanego rysunkiem:
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 917–934;
M. Sienko, R. Plane, Chemia, podstawy i zastosowania, Warszawa 1996, s. 542–550;
J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 202.
Substancję, którą otrzymano w wyniku reakcji 3.,
rozpuszczono w wodzie i zbadano odczyn wodnego roztworu tej substancji.
a)
Określ odczyn wodnego roztworu opisanej substancji i potwierdź go odpowiednim równaniem reakcji zapisanym w formie jonowej skróconej.
b)
Napisz wzory związków chemicznych i jonów obecnych w wodnym roztworze tej substancji.
Żółty roztwór chromianu(VI) potasu po zakwaszeniu zmienia barwę na pomarańczową
wskutek tworzenia się jonów dichromianowych(VI) Cr2O2−7. Po wprowadzeniu jonów H3O+
powstają w pierwszej chwili jony HCrO−4, ulegające następnie kondensacji z utworzeniem
jonów dichromianowych(VI).
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 893.
Przeprowadzono dwa doświadczenia.
Doświadczenie 1.
Do probówki z wodnym roztworem chromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) aż do zmiany zabarwienia roztworu na pomarańczową (etap I, w wyniku
którego otrzymano substancję X). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu, aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenie 2.
Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu aż do zmiany zabarwienia roztworu na żółtą (etap I, w wyniku którego
otrzymano substancję Z). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI), aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenia zilustrowano schematami.
a)
Napisz, w odpowiedniej kolejności, w formie jonowej skróconej równania dwóch reakcji zachodzących podczas I etapu doświadczenia 1., w których wyniku powstał roztwór substancji X.
b)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas I i II etapu doświadczenia 2.
c)
Sformułuj wniosek dotyczący trwałości chromianów(VI) i dichromianów(VI) w zależności od środowiska reakcji.
Żółty roztwór chromianu(VI) potasu po zakwaszeniu zmienia barwę na pomarańczową
wskutek tworzenia się jonów dichromianowych(VI) Cr2O2−7. Po wprowadzeniu jonów H3O+
powstają w pierwszej chwili jony HCrO−4, ulegające następnie kondensacji z utworzeniem
jonów dichromianowych(VI).
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 893.
Przeprowadzono dwa doświadczenia.
Doświadczenie 1.
Do probówki z wodnym roztworem chromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) aż do zmiany zabarwienia roztworu na pomarańczową (etap I, w wyniku
którego otrzymano substancję X). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu, aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenie 2.
Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu aż do zmiany zabarwienia roztworu na żółtą (etap I, w wyniku którego
otrzymano substancję Z). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI), aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenia zilustrowano schematami.
Zaznacz odpowiedź, w której podano poprawne wzory substancji X i Z.
Glin tworzy związki nazywane ałunami glinowymi. Są to podwójne siarczany dwóch metali,
spośród których jeden występuje w ałunie na I stopniu utlenienia, a drugi na III stopniu
utlenienia. Ogólny wzór ałunu jest następujący:
IM2SO4 · IIIM2(SO4)3 · 24H2O.
Skład ałunu
można również przedstawić w postaci wzoru uproszczonego:
IMIIIM(SO4)2 · 12H2O.
Metalami
przyjmującymi w ałunach stopień utlenienia równy I mogą być np. potas lub sód, a metalami
przyjmującymi stopień utlenienia równy III – glin, żelazo lub chrom.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2012, s. 818.
Najbardziej znanym przedstawicielem ałunów jest ałun glinowo-potasowy.
a)
Przedstaw wzór ałunu glinowo-potasowego w postaci wzoru ogólnego i w postaci wzoru uproszczonego.
Sole podwójne istnieją tylko w stanie stałym. Podczas rozpuszczania w wodzie ulegają
dysocjacji jonowej.
b)
Napisz wzory jonów powstałych w procesie dysocjacji ałunu glinowo-potasowego.
W dwóch probówkach znajdowało się po 8 cm3 wodnego azotanu(V) srebra o stężeniu
0,1 mol · dm−3. Do probówki I dodano taką objętość wodnego roztworu chlorku sodu, która
zawierała 29,25 mg NaCl, a do probówki II dodano 3 cm3 wodnego roztworu chlorku glinu
o stężeniu 0,2 mol · dm−3. Przebieg doświadczenia zilustrowano poniższym schematem.
W obu probówkach zaszła reakcja chemiczna, którą można przedstawić za pomocą równania:
Ag+ + Cl− → AgCl↓
Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących w probówkach I i II.
Węglan sodu to jeden z najważniejszych produktów nieorganicznego przemysłu chemicznego.
Jest otrzymywany metodą amoniakalną, w której surowcami są amoniak, chlorek sodu oraz
węglan wapnia. Proces składa się z wielu etapów. Jednym z produktów ubocznych okazuje
się chlorek amonu, z którego, w wyniku działania wodorotlenkiem wapnia, odzyskiwany jest
amoniak. Ostateczny produkt (węglan sodu) powstaje w wyniku ogrzewania wodorowęglanu
sodu w procesie zwanym kalcynacją.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji odzyskiwania amoniaku z chlorku
amonu (równanie 1.) oraz równanie reakcji kalcynacji wodorowęglanu sodu
(równanie 2.).
W trzech ponumerowanych probówkach znajdowały się bezbarwne wodne roztwory:
azotanu(V) srebra(I), chlorku glinu i wodorotlenku potasu. Roztwory mieszano ze sobą,
a obserwacje z przeprowadzonych doświadczeń przedstawiono w poniższej tabeli.
Numer probówki
1
2
3
Numer probówki
1
─
biały galaretowaty osad
biały ciemniejący osad
2
biały galaretowaty osad
─
brunatny osad
3
biały ciemniejący osad
brunatny osad
─
Wpisz do tabeli wzory substancji, których roztwory znajdowały się w probówkach 1–3.
Przygotowano wodne roztwory czterech soli: azotanu(V) sodu, fluorku sodu, chlorku amonu
i azotanu(III) amonu, o takim samym stężeniu molowym równym 0,1 mol∙dm–3.
11.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w roztworze chlorku
amonu.
11.2. (0–1)
Określ, jaką funkcję (kwasu czy zasady Brønsteda) pełni woda w reakcji zachodzącej
w roztworze fluorku sodu.
Przygotowano wodne roztwory czterech soli: azotanu(V) sodu, fluorku sodu, chlorku amonu
i azotanu(III) amonu, o takim samym stężeniu molowym równym 0,1 mol∙dm–3.
Napisz wzory sumaryczne tych soli w kolejności wzrastającego pH ich wodnych
roztworów.
Wzory soli można w sposób uproszczony przedstawić w postaci tlenkowej, na przykład wzór
CaCO3 można przedstawić jako CaO · CO2.
Superfosfat podwójny jest nawozem, którego głównym składnikiem jest diwodorofosforan(V)
wapnia o wzorze Ca(H2PO4)2, stosowanym do wzbogacania gleby w fosfor.
Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007, s. 460.
a)
Zapisz wzór diwodorofosforanu wapnia w postaci wzoru tlenkowego.
b)
Oblicz w procentach masowych zawartość P2O5 w tym związku chemicznym.
c)
Dokończ zdanie, zaznaczając wniosek A lub B i jego uzasadnienie 1. lub 2.
Jako nawozu fosforowego używa się diwodorofosforanu(V) wapnia, a nie fosforanu(V)
wapnia, ponieważ diwodorofosforan(V) wapnia
Do probówki ze stałym etanianem (octanem) sodu dodano kwas siarkowy(VI)
i zawartość naczynia ogrzano. U wylotu próbówki wyczuwalny był charakterystyczny ostry
zapach.
W dwóch nieopisanych probówkach znajdują się wodne roztwory dwóch soli (każdy roztwór
w innej probówce). Wiadomo, że jednym roztworem jest wodny roztwór etanianu (octanu)
magnezu, a drugim – wodny roztwór etanianu (octanu) sodu.
Oceń, czy po dodaniu wodnego roztworu kwasu ortofosforowego(V) do obu probówek
i ogrzaniu ich zawartości możliwe będzie wskazanie, w której probówce znajdował się
wodny roztwór etanianu magnezu, a w której – wodny roztwór etanianu sodu. Odpowiedź
uzasadnij.
W zlewce umieszczono świeżo przygotowany roztwór wodny trzech soli sodu: chromianu(VI),
ortofosforanu(V) i siarczanu(VI).
Zaplanuj doświadczenie, które w następujących po sobie etapach I–III umożliwi
wydzielenie z opisanego roztworu – przez wytrącenie osadów soli – kolejno wszystkich
anionów kwasów tlenowych. Napisz w odpowiedniej kolejności wzory odczynników oraz
wzory wytrąconych soli.
Poniżej przedstawiono informacje dotyczące zawartości wybranych jonów w próbce pewnej
wody mineralnej.
KATIONY, mg · dm−3
ANIONY, mg · dm−3
Na+ 254,00
HCO−3 357,80
Ca2+ 10,00
CO2−3 163,00
K+ 0,91
Cl− 26,40
Mg2+ 0,37
SO2−4 7,81
Na podstawie oryginalnej etykiety wody mineralnej dostępnej na rynku.
Z przedstawionych informacji wynika, że woda mineralna to roztwór zawierający różne
rozpuszczone sole.
15.1. (1 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji chemicznej, w wyniku której nastąpi
wytrącenie osadu – składnika tzw. kamienia kotłowego – po ogrzaniu wody mineralnej do
temperatury 100°C.
15.2. (1 pkt)
Spośród wymienionych związków wybierz wszystkie, które – wprowadzone
w odpowiednim nadmiarze do wody mineralnej – spowodują usunięcie jonów
węglanowych i wodorowęglanowych. Podkreśl wzory wybranych związków.
