1. Strona główna

Zadania maturalne z chemii

Informacje o zbiorze zadań i wyszukiwarce Arkusze i materiały maturalne w formacie PDF
Znalezionych zadań - 354

Strony

Co chcesz wydrukować?
Zadania do wydrukowania
Numeracja zadań
Jak zapisać do PDF?
Liczba zadań do wylosowania spośród znalezionych
151

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (2 pkt)

Miareczkowanie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Badano reakcje mocnego kwasu HA i słabego kwasu HX z mocną zasadą. W tym celu wykonano miareczkowanie wodnych roztworów tych kwasów za pomocą wodnego roztworu wodorotlenku potasu – zgodnie z poniższym opisem.

Umieszczono w zlewce 20,0 cm3 roztworu wybranego kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3 i zmierzono pH tego roztworu. Następnie do zlewki z roztworem kwasu dodawano porcjami wodny roztwór KOH o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3. Po dodaniu każdej porcji roztworu wodorotlenku mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Punkt równoważnikowy (PR) został osiągnięty po dodaniu takiej objętości roztworu KOH, w jakiej liczba moli zasady jest równa liczbie moli kwasu. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego pH od objętości roztworu KOH – naniesione punkty połączono, w wyniku czego otrzymano krzywą miareczkowania.

Poniżej przedstawiono krzywą miareczkowania wodnego roztworu jednego z tych kwasów (HA albo HX) wodnym roztworem wodorotlenku potasu.

Rozstrzygnij, czy przedstawiony wykres ilustruje wyniki miareczkowania wodnego roztworu słabego kwasu HX wodnym roztworem KOH w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij – przytocz dwa różne argumenty.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

152

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (1 pkt)

Tlenki Napisz równanie reakcji

Stapianie tlenku krzemu(IV) z wodorotlenkiem sodu pozwala otrzymać różne krzemiany, w zależności od stosunku molowego substratów tej reakcji. Wskutek hydrolizy wodnego roztworu tetraoksokrzemianu(IV) sodu, czyli Na4SiO4, tworzy się roztwór silnie alkaliczny. Taki roztwór obok cząsteczek kwasu tetraoksokrzemowego(IV) zawiera wszystkie rodzaje wodoroanionów tego kwasu.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania tetraoksokrzemianu(IV) sodu opisaną metodą. Oblicz stosunek masowy substratów.

Równanie reakcji:

Stosunek masowy:

m(SiO2)m(NaOH) =

153

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (2 pkt)

Bilans elektronowy Podaj/wymień

Reakcja między jonami żelaza(II) a jonami manganianowymi(VII) w środowisku kwasowym przebiega zgodnie z równaniem:

5Fe2+ + 8H+ + MnO−4 → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

10.1. (0–1)

Podaj stosunek molowy utleniacza do reduktora dla powyższej reakcji.

Stosunek molowy utleniacza do reduktora: :

10.2. (0–1)

Podaj, ile moli elektronów jest przyłączanych przez jeden mol jonów manganianowych(VII) w opisywanej reakcji.

Liczba moli elektronów:

154

Zbiór zadań problemowych CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 11. (4 pkt)

Miareczkowanie Oblicz

Wskaźniki kwasowo-zasadowe są słabymi kwasami lub słabymi zasadami. Przykładowy wskaźnik o wzorze ogólnym HIn ulega dysocjacji kwasowej i w roztworze wodnym ustala się równowaga:

HIn (aq) + H2O ⇄ H3O+ (aq) + In– (aq)

Obie formy wskaźnika stanowiące sprzężoną parę kwas–zasada Brønsteda: kwasowa – HIn (aq) i zasadowa – In–(aq), nadają roztworom wskaźnika dwie wyraźnie różne barwy. Załóżmy, że forma cząsteczkowa HIn (aq) zabarwia roztwór wodny wskaźnika na kolor różowy, a forma jonowa In–(aq) – na kolor błękitny. Jeśli do roztworu wskaźnika HIn wprowadzimy kwas lub zasadę, to położenie stanu równowagi – zgodnie z regułą przekory Le Chateliera–Brauna – ulegnie zmianie, co poskutkuje zmianą barwy mieszaniny.
W roztworze kwasowym obserwujemy kolor różowy wywołany obecnością drobin HIn, a w roztworze zasadowym – wskutek obecności jonów In– – kolor błękitny. Jeżeli stężenia obu form są porównywalne, wskaźnik przyjmuje kolor pośredni.

Wyrażenie na stałą dysocjacji jonowej wskaźnika jako słabego kwasu ma postać:

𝐾in = [H3O+(aq)] [In-(aq)][HIn (aq)]

Gdy stężenia form In–(aq) i HIn (aq) będą równe, to:

𝐾in = [H+(aq)] [In-(aq)][HIn (aq)] = [H+(aq)]

Obliczenie ujemnego logarytmu dziesiętnego z obu stron równania prowadzi do wyrażenia:

pKin = pH

Wartość pKin ±1 umownie przyjmuje się jako zakres działania wskaźnika kwasowo-zasadowego. Jeżeli do kolby zawierającej analit (roztwór kwasu o nieznanym stężeniu) dodajemy kroplami, z biurety, roztwór titranta (roztwór o odczynie zasadowym, którego stężenie ma znaną wartość), to mówimy o miareczkowaniu kwasowo-zasadowym. Pomiar pH roztworu analitu w funkcji objętości dodawanego titranta pozwala sporządzić krzywą miareczkowania. Na krzywej wyróżnia się fragment niemalże prostopadły do osi zmiennej niezależnej, który pozwala na odczytanie tzw. punktu równoważnikowego, czyli wartości pH, dla której do roztworu wprowadzono tę samą liczbę moli zarówno kwasu, jak i zasady. W przypadku wskaźnika poprawnie dobranego do takiego miareczkowania oczekuje się, że w zakresie działania tego wskaźnika mieści się punkt równoważnikowy.

Do kolby zawierającej 25,00 cm3 kwasu solnego o stężeniu 0,010 mol ∙ dm–3 wprowadzano kroplami, z biurety napełnionej do objętości 50,0 cm3, wodny roztwór amoniaku o stężeniu 0,020 mol ∙ dm–3. Przygotowano zestaw wskaźników kwasowo-zasadowych wraz z dotyczącymi ich dodatkowymi informacjami zestawionymi w tabeli:
Nazwa wskaźnika błękit tymolowy oranż metylowy purpura bromokrezolowa błękit bromotymolowy czerwień fenolowa fenoloftaleina
p𝐾in 1,7 3,4 5,8 7,0 7,9 9,4

Podaj nazwę wskaźnika, który powinien zostać użyty do wyznaczenia punktu końcowego podczas opisanego miareczkowania kwasowo-zasadowego. Załóż, że końcowa objętość roztworu (w punkcie końcowym miareczkowania) jest równa sumie objętości analitu i titranta.

155

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 11. (3 pkt)

Sole Napisz równanie reakcji Zaprojektuj doświadczenie

Chlorek ołowiu(II) i jodek ołowiu(II) są solami trudno rozpuszczalnymi w wodzie, ale wartości ich iloczynu rozpuszczalności znacznie się różnią. Na zdjęciach przedstawiono świeżo wytrącone osady: chlorku ołowiu(II) w probówce 1. i jodku ołowiu(II) w probówce 2.

Aby doświadczalnie potwierdzić, że obie sole są trudno rozpuszczalne w wodzie oraz że rozpuszczalność jodku ołowiu(II) jest znacznie mniejsza niż rozpuszczalność chlorku ołowiu(II), przygotowano zestaw laboratoryjny składający się:

  • z probówki, w której umieszczono 2 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) ołowiu(II) o stężeniu 0,1 mol ∙ dm−3
  • ze zlewki z wodnym roztworem chlorku potasu o stężeniu 0,1 mol ∙ dm−3
  • ze zlewki z wodnym roztworem jodku potasu o stężeniu 0,1 mol ∙ dm−3
  • z wielomiarowych pipet.

11.1. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji strącania chlorku ołowiu(II).

11.2. (0–2)

Wybierz i zaznacz na poniższym schemacie doświadczenia roztwór, który należy dodać do wodnego roztworu azotanu(V) ołowiu(II):

  • jako pierwszy – w I etapie doświadczenia
  • jako drugi – w II etapie doświadczenia,

aby w obu etapach nastąpiły wyraźne zmiany wyglądu zawartości probówki. Opisz zmiany, jakie można zaobserwować podczas I etapu doświadczenia, a następnie – podczas II etapu doświadczenia.

Obserwowane zmiany:

I etap:

II etap:

156

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 11. (1 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Narysuj/zapisz wzór

Stapianie tlenku krzemu(IV) z wodorotlenkiem sodu pozwala otrzymać różne krzemiany, w zależności od stosunku molowego substratów tej reakcji. Wskutek hydrolizy wodnego roztworu tetraoksokrzemianu(IV) sodu, czyli Na4SiO4, tworzy się roztwór silnie alkaliczny. Taki roztwór obok cząsteczek kwasu tetraoksokrzemowego(IV) zawiera wszystkie rodzaje wodoroanionów tego kwasu.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Napisz wzór sumaryczny tego wodoroanionu kwasu tetraoksokrzemowego(IV), który zbudowany jest z siedmiu atomów.

157

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 11. (2 pkt)

Podstawy chemii organicznej Węglowodory alifatyczne Narysuj/zapisz wzór Podaj/wymień

Poniżej przedstawiono ciąg przemian.

alkan X + Br2światło 2-bromopropan + NaOHH2O związek B + Al2O3T związek C

11.1. (0–1)

Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) i mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji, w której powstaje związek B.

Typ reakcji:
Mechanizm reakcji:

11.2. (0–1)

Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) alkanu X i podaj nazwę systematyczną związku C.

Wzór alkanu X:

Nazwa systematyczna związku C:

158

Zbiór zadań problemowych CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 12. (4 pkt)

Identyfikacja związków organicznych Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

Zalkalizowana zawiesina świeżo wytrąconego wodorotlenku miedzi(II) jest ważnym odczynnikiem stosowanym w organicznej analizie chemicznej. Wodorotlenek miedzi(II) reaguje z rozmaitymi związkami organicznymi, w wyniku czego daje różne objawy reakcji. Te efekty mogą być różne w zależności od tego, czy reakcję przeprowadzono w temperaturze pokojowej, czy – po podgrzaniu. Poniżej przedstawiono zdjęcia zawartości probówek po reakcji wodorotlenku miedzi(II), zalkalizowanego roztworem wodorotlenku sodu, ze związkami należącymi do różnych grup związków organicznych, zarówno w temperaturze pokojowej, jak i po podgrzaniu.

O cząsteczce pewnego związku organicznego X wiadomo, że:

  • jest chiralna
  • ma budowę łańcuchową
  • jej masa cząsteczkowa nie przekracza 100 u
  • atomy węgla stanowią 40,0 % masy tej cząsteczki
  • atomy tlenu stanowią 53,3 % masy tej cząsteczki
  • orbitalom walencyjnym tylko jednego atomu węgla można przypisać hybrydyzację typu sp2
  • każdy atom węgla jest połączony z jednym atomem tlenu.

Wodny roztwór związku X poddano próbie ze świeżo strąconą, zalkalizowaną wodorotlenkiem sodu, zawiesiną wodorotlenku miedzi(II). Doświadczenia przeprowadzono w temperaturze pokojowej (𝑡 = 25°C) oraz w podwyższonej temperaturze (𝑡 = 90°C).

Wskaż, jakie będą objawy opisanych doświadczeń – wybierz odpowiedni numer zdjęcia (spośród przedstawionych powyżej). Zapisz równania reakcji przebiegających podczas obu doświadczeń lub zaznacz, że żadna reakcja wtedy nie zachodzi. Uzupełnij poniższą tabelę. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone (szkieletowe) związków organicznych, nie uwzględniaj stereoizomerii.

159

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 12. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

W celu określenia zawartości węglanu wapnia w mieszaninie dwóch soli, zawierającej również węglan magnezu, próbkę tej mieszaniny o masie 2,84 g roztworzono w kwasie. Podczas analizy przebiegły reakcje chemiczne:

CaCO3 (s) + 2H3O+ (aq) → Ca2+ (aq) + CO2 (g) + 3H2O (c)
MgCO3 (s) + 2H3O+ (aq) → Mg2+ (aq) + CO2 (g) + 3H2O (c)

W wyniku zachodzących reakcji otrzymano 672 cm3 tlenku węgla(IV) w przeliczeniu na warunki normalne.

Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość CaCO3 w badanej próbce mieszaniny.

160

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 12. (1 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Narysuj/zapisz wzór

Stapianie tlenku krzemu(IV) z wodorotlenkiem sodu pozwala otrzymać różne krzemiany, w zależności od stosunku molowego substratów tej reakcji. Wskutek hydrolizy wodnego roztworu tetraoksokrzemianu(IV) sodu, czyli Na4SiO4, tworzy się roztwór silnie alkaliczny. Taki roztwór obok cząsteczek kwasu tetraoksokrzemowego(IV) zawiera wszystkie rodzaje wodoroanionów tego kwasu.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Narysuj elektronowy wzór kreskowy kwasu tetraoksokrzemowego(IV). Określ typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali walencyjnych atomu krzemu w cząsteczce tego kwasu.

Elektronowy wzór kreskowy:

Typ hybrydyzacji:

Strony

Liczba zadań do wylosowania spośród znalezionych