1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 63.

Kategoria: Identyfikacja związków - ogólne pH Typ: Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Do probówek z wodą wprowadzono sześć różnych substancji zgodnie z poniższym rysunkiem:

Następnie zawartość każdej probówki energicznie wymieszano i zanurzono w niej uniwersalny papierek wskaźnikowy.

a)Dokończ poniższe zdania, wpisując numery odpowiednich probówek.
  1. Uniwersalny papierek wskaźnikowy zabarwił się na niebiesko po zanurzeniu w roztworach znajdujących się w probówkach .
  2. Uniwersalny papierek wskaźnikowy nie zmienił zabarwienia po zanurzeniu w roztworach znajdujących się w probówkach: .
  3. Reakcja hydrolizy zaszła w roztworach znajdujących się w probówkach: .

Papierek uniwersalny zanurzony w roztworze znajdującym się w probówce III zabarwił się na różowo.

b)Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, której efektem była zmiana zabarwienia papierka uniwersalnego po zanurzeniu w roztworze znajdującym się w probówce III.

Rozwiązanie

a)
(0-1)
  1. IV, V.
  2. I, II, VI.
  3. III, IV, V.

b)
(0-1)

Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+
lub
Fe2+ + H2O → Fe(OH)+ + H+

Wskazówki

Rozwiązanie zadania wymaga oceny, czy wskazane substancje rozpuszczają się w wodzie, czy ulegają dysocjacji jonowej, i czy jony te są trwałe w środowisku wodnym. Uniwersalny papierek wskaźnikowy w zależności od odczynu roztworu barwi się na określony kolor. W roztworach o odczynie kwasowym barwi się na czerwono, w roztworach o odczynie zasadowym – na niebiesko, a w roztworach o odczynie obojętnym nie zmienia zabarwienia (pozostaje żółtopomarańczowy). Tlenek krzemu SiO2 nie rozpuszcza się w wodzie, etanol C2H5OH rozpuszcza się w wodzie bardzo dobrze, ale nie ulega dysocjacji jonowej, nie reaguje też z wodą, na pewno więc zawartość probówek I i II ma odczyn obojętny i papierek wskaźnikowy zanurzony w nich nie zmieni zabarwienia. Chlorek żelaza(II) dobrze rozpuszcza się w wodzie, a ponieważ jest solą mocnego kwasu i słabej zasady, jony żelaza(II) pochodzące od słabej zasady będą ulegały hydrolizie, zmieniając odczyn wody z obojętnego na kwasowy. Azotan(III) sodu i siarczek potasu to również sole dobrze rozpuszczalne w wodzie; każda z nich pochodzi od mocnej zasady słabego kwasu, a więc aniony reszty kwasowej – azotanowe(III) i siarczkowe – także będą reagować z wodą, powodując jej nieobojętny odczyn. Chlorek wapnia to bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie sól, pochodząca od mocnej zasady i mocnego kwasu, zatem uwolnione w procesie rozpuszczania tej soli jony – zarówno kationy, jak i aniony – są trwałe w środowisku wodnym, nie ulegają hydrolizie, zatem roztwór wodny chlorku wapnia ma odczyn obojętny.

a)
Jeżeli papierek uniwersalny zabarwił się na niebiesko po zanurzeniu w roztworze, oznacza to, że roztwór ten ma odczyn zasadowy. W takim roztworze stężenie jonów OH– jest większe od stężenia jonów H+. Jony OH– powstają w reakcji hydrolizy, której ulega anion pochodzący od słabego kwasu. W przypadku soli użytych w doświadczeniu, stanie się to w roztworach NaNO2 i K2S, znajdujących się w probówkach IV i V. Papierek uniwersalny nie zmienił zabarwienia po zanurzeniu w roztworach o odczynie obojętnym (lub w wodzie), czyli w probówkach I, II i VI. Reakcje hydrolizy zaszły w probówkach III, IV i V.

b)
W probówce III znajduje się roztwór FeCl2, soli mocnego kwasu i słabej zasady. Z cząsteczkami wody reagują jony Fe2+ zgodnie z równaniem:

Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+

powodując kwasowy odczyn roztworu, co potwierdza różowe zabarwienie papierka wskaźnikowego zanurzonego w tym roztworze.