Zdjęcie A ilustruje wygląd probówki z wodnym roztworem pewnej soli potasu zawierającej mangan. Do tej probówki dodano wodny roztwór siarczanu(IV) potasu, a następnie jej zawartość wymieszano. Wygląd probówki po reakcji przedstawiono na zdjęciu B.
Napisz w formie jonowej skróconej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania zachodzących podczas opisanej przemiany. Uwzględnij, że reakcja zachodzi w środowisku obojętnym. Uzupełnij wzory reagentów i współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – p𝐾a1 = 0,6 i p𝐾a2 = 1,74 .
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów.
Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3
z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
Tiosiarczan sodu reaguje z bromem i jest stosowany do jego neutralizacji. Reakcja zachodzi
zgodnie ze schematem:
S2O2–3 + Br2 + H2O → SO2–4 + H+ + Br–
16.1 (0–1)
Uzupełnij schemat. Wpisz liczbę elektronów pobranych oraz liczbę elektronów
oddanych przez 1 mol substratu. Wartości zapisz z odpowiednim znakiem (+, – ).
16.2 (0–1)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Działanie kwasem azotowym(V) na aldozę skutkuje utlenieniem zarówno grupy aldehydowej,
jak i grupy –CH2OH. Reakcja przebiega zgodnie ze schematem:
Dikarboksylowy kwas powstający w tej reakcji to kwas aldarowy.
Na podstawie: R.T. Morisson, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2012.
30.1. (0–1)
Napisz liczbę moli elektronów oddawanych przez 1 mol dowolnej aldozy w reakcji
utleniania opisaną metodą.
30.2. (0–1)
Do probówek zawierających osobno dwie aldoheksozy (I i II) o wzorach podanych niżej
dodano kwas azotowy(V).
W obu probówkach otrzymano odpowiednie kwasy aldarowe. Cząsteczki tylko jednego
z nich były chiralne.
Napisz, z której aldoheksozy (I czy II) powstał kwas aldarowy o cząsteczkach chiralnych.
Uzasadnij odpowiedź. Odwołaj się do budowy cząsteczek obu kwasów aldarowych.
W odpowiednich warunkach fluorowce mogą ze sobą reagować i tworzyć tzw. związki
międzyhalogenowe o wzorze ogólnym AX𝑦, w którym 𝑦 przyjmuje wartość 1, 3, 5 lub 7.
W tym wzorze A oznacza pierwiastek o mniejszej elektroujemności, a X – pierwiastek
o większej elektroujemności.
Przykładem związku międzyhalogenowego jest trichlorek jodu o wzorze ICl3.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.
5.1. (0–2)
Trichlorek jodu został po raz pierwszy otrzymany w reakcji, której schemat przedstawiono
poniżej.
IO–3 + I2 + H+ + Cl– → ICl3 + H2O
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji zachodzącej
podczas tej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij współczynniki
stechiometryczne w poniższym schemacie.
Równanie reakcji redukcji:
IO–3 + I2 + H+ + Cl– → ICl3 + H2O
5.2. (0–2)
Metoda VSEPR pozwala określać kształt cząsteczek zbudowanych z atomów pierwiastków
grup 1.–2. oraz 13.–18. W cząsteczce należy wyróżnić atom centralny (np. atom tlenu
w cząsteczce H2O) i ustalić liczbę wolnych par elektronowych na jego zewnętrznej
powłoce (𝑦). Następnie trzeba zsumować liczbę podstawników związanych z atomem
centralnym (𝑥) i liczbę jego wolnych par elektronowych (𝑦). W ten sposób otrzymuje się
tzw. liczbę przestrzenną (𝐿p = 𝑥 + 𝑦), która decyduje o kształcie cząsteczki. Ponieważ
zarówno wolne, jak i wiążące pary elektronowe wzajemnie się odpychają, wszystkie
elementy składające się na liczbę przestrzenną (podstawniki i wolne pary elektronowe)
zajmują jak najbardziej odległe od siebie położenia wokół atomu centralnego.
Na podstawie: R.J. Gillespie, Coordination Chemistry Reviews, 252 (2008) 1315,
oraz J.D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, Warszawa 1997.
Przedstawiony poniżej model jest ilustracją kształtu
cząsteczki zbudowanej z atomu centralnego związanego
z trzema podstawnikami (𝑥 = 3), dla 𝐿p = 4.
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki trichlorku jodu ICl3. Zaznacz kreskami pary
elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe. Następnie
rozstrzygnij, czy przedstawiony model jest ilustracją kształtu cząsteczki ICl3. Napisz
wartość liczby przestrzennej cząsteczki ICl3.
Badano reakcje pewnej próbki metalicznego chromu z kwasem solnym w różnych warunkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie:
W probówce 1. użyto odtlenionego kwasu solnego, czyli takiego, w którym praktycznie nie ma rozpuszczonego tlenu. Dodatkowo na powierzchni roztworu umieszczono warstwę oleju. W takich warunkach chrom reaguje zgodnie z równaniem:
Cr + 2H+→ Cr2++ H2
Na zdjęciach pokazano roztwory otrzymane w probówkach 1. i 2.
Procesy utleniania i redukcji zachodzące w probówce 2. można w uproszczeniu opisać równaniami:
równanie procesu redukcji: 6H+ + O2 + 6e– → H2 + 2H2O
równanie procesu utleniania: Cr → Cr3+ + 3e–
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w probówce 2.
Poniżej przedstawiono schemat ciągu przemian chemicznych (reakcje 1.–3.), w wyniku
których z etylobenzenu otrzymano keton (związek B).
23.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm
(elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji 1. i 2.
Reakcja 1.
Reakcja 2.
Typ reakcji
Mechanizm reakcji
23.2. (0–2)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania
zachodzących podczas reakcji 3. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków
organicznych.
Równanie procesu redukcji:
Równanie procesu utleniania:
23.3. (0–1)
Podczas reakcji 3. następuje zmiana barwy mieszaniny reakcyjnej.
Uzupełnij tabelę. Wpisz barwę mieszaniny reakcyjnej przed rozpoczęciem reakcji 3.
i barwę po jej zakończeniu.
Jony FeO2–4 mogą powstać podczas reakcji Fe(OH)3 z jonami ClO– w nasyconym roztworze
NaOH, zilustrowanej poniższym schematem:
Fe(OH)3 + ClO– + OH– → FeO2–4 + Cl– + H2O
Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
Napisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub
pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania
zachodzącej podczas opisanej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij
współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Pod wpływem kwasu solnego tlenek manganu(IV) ulega redukcji zgodnie z poniższym równaniem:
MnO2 + Cl– + H+ ⟶ Mn2+ + Cl2 + H2O
Napisz równania jonowe reakcji redukcji i utleniania zachodzących podczas opisanego procesu, uwzględniając liczbę oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy). Określ stosunek molowy, w jakim reaguje utleniacz z reduktorem.
Równanie reakcji redukcji:
Równanie reakcji utleniania:
Stosunek molowy utleniacza do reduktora
nutleniacza : nreduktora =
Po wprowadzeniu tlenku chloru(IV) do wodnego roztworu wodorotlenku sodu zachodzi
reakcja opisana schematem:
ClO2 + OH– ⟶ ClO–2 + ClO–3 + H2O
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji i utleniania
zachodzących podczas opisanego procesu. Uwzględnij środowisko reakcji.
Reakcja aldotetrozy z odczynnikiem Tollensa przebiega zgodnie z poniższym schematem:
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji i utleniania
zachodzących podczas reakcji aldotetrozy z odczynnikiem Tollensa. Uwzględnij
środowisko reakcji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków
organicznych.
