Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 94.

Kategoria: Sole Typ: Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

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.

Rozwiązanie

Przykłady poprawnych odpowiedzi

(0-1)

2CrO²⁻₄ + 2H₃O⁺ ⇄ 2HCrO⁻₄ + 2H₂O
lub
CrO²⁻₄ + H⁺ ⇄ HCrO⁻₄

2HCrO⁻₄ ⇄ Cr₂O²⁻₇ + H₂O

(0-1)

Etap I: Cr₂O²⁻₇ + 2OH⁻ ⇄ 2CrO²⁻₄ + H₂O
Etap II: 2CrO²⁻₄ + 2H₃O⁺ ⇄ Cr₂O²⁻₇ + 3H₂O
lub 2CrO²⁻₄ + 2H₃O⁺ ⇄ 2HCrO⁻₄ + 2H₂O
lub 2CrO²⁻₄ + H⁺ ⇄ Cr₂O²⁻₇ + OH⁻
lub CrO²⁻₄ + H⁺ ⇄ HCrO⁻₄ i 2HCrO⁻₄ ⇄ Cr₂O²⁻₇ + H₂O

(0-1)

Chromiany(VI) są trwałe w środowisku zasadowym, a dichromiany(VI) w środowisku kwasowym.
lub
Chromiany(VI) są trwałe w środowisku zasadowym, a nietrwałe w środowisku kwasowym.
Dichromiany(VI) są trwałe w środowisku kwasowym, a nietrwałe w środowisku zasadowym.

Wskazówki

Do rozwiązania tego zadania konieczna jest wnikliwa analiza tekstu zawartego w informacji do zadań. Można z niej wywnioskować, w jaki sposób przebiega opisany proces. Podane są wzory wszystkich jonów, które uczestniczą w reakcjach. Zapisz je po odpowiednich stronach równań, a następnie dokonaj bilansu masy i ładunku oraz dobierz współczynniki stechiometryczne.

Do rozwiązania tego zadania konieczna jest wnikliwa analiza tekstu zawartego w informacji do zadań. Można z niej wywnioskować, jak przebiega I etap i II etap doświadczenia. Podane są wzory reagentów uczestniczących w reakcji zachodzącej podczas I etapu doświadczenia. Zapisz je po odpowiednich stronach równań, a następnie dokonaj bilansu masy i ładunku oraz dobierz współczynniki stechiometryczne. Na podstawie analizy materiału źródłowego możesz przewidzieć, że solą, której roztwór znajduje się w probówce na początku II etapu doświadczenia, jest chromian(VI) potasu, a więc zajdzie reakcja opisana w I etapie doświadczenia 1.

W rozwiązaniu tego zadania należy dokonać uogólnienia wynikającego z analizy równań procesów chemicznych zachodzących podczas doświadczenia 1. i 2. Będzie to również uogólnienie sformułowane na podstawie wyników doświadczenia przedstawionych w materiale źródłowym. Zauważ, że jony Cr₂O²⁻₇ reagują z jonami OH⁻ i powstają jony CrO²⁻₄ – w środowisku zasadowym równowaga reakcji przesunięta jest w kierunku tworzenia jonów CrO²⁻₄, a w środowisku kwasowym – w kierunku tworzenia jonów Cr2O²⁻₇.