Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 107.

Kategoria: Metale Typ: Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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:

Me_I + Me²⁺_II → Me²⁺_I + Me_II

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.

Skorzystaj z opisu doświadczenia, a następnie wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeśli jest fałszywe.

	Zadanie	P/F
1.	Podczas doświadczenia przebiegła reakcja chemiczna opisana równaniem: Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu
2.	Podczas przebiegu doświadczenia płytka pokryła się czerwonobrunatnym nalotem, a roztwór zmienił barwę z niebieskiej na zielonkawą.
3.	Gdyby po zakończeniu doświadczenia płytkę wyjęto z roztworu, a następnie wysuszono i zważono, to okazałoby się, że jej masa zmniejszyła się.

Rozwiązanie

Wskazówki

Aby poprawnie rozwiązać zadanie, musisz szczegółowo przeanalizować informację do zadań. Na podstawie analizy zawartych tam danych połączonych z wiedzą i umiejętnościami należy ocenić prawdziwość zdań. Zdanie 1. jest prawdziwe, ponieważ żelazo jest metalem aktywniejszym od miedzi i wypiera miedź z roztworów soli. Przebiega wtedy reakcja opisana równaniem:

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

Konieczna jest w tym przypadku umiejętność przewidywania kierunku przebiegu reakcji metali z roztworami soli na podstawie danych zawartych w szeregu napięciowym metali. Do oceny prawdziwości zdania 2. (jest ono prawdziwe) konieczna jest znajomość właściwości pierwiastków i związków chemicznych. Zdanie 3. jest zdaniem fałszywym, ponieważ przejście do roztworu 1 mola żelaza spowoduje wydzielenie 1 mola miedzi. Porównanie w tym przypadku mas molowych obu metali pozwoli Ci na sformułowanie wniosku, iż masa płytki użytej w doświadczeniu zwiększyła się.