O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:
oba przyjmują w związkach chemicznych taki sam maksymalny stopień utlenienia
konfiguracja elektronowa atomu pierwiastka X w stanie wzbudzonym, który powstał
w wyniku przeniesienia jednego z elektronów sparowanych na podpowłokę wyższą
energetycznie i nieobsadzoną, może zostać przedstawiona w postaci zapisu:
w stanie podstawowym atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce
3d pięć elektronów.
1.1. (0–2)
Wpisz do tabeli symbol pierwiastka X i symbol pierwiastka Z, numer grupy oraz symbol
bloku konfiguracyjnego, do których należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku konfiguracyjnego
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Napisz wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X oraz maksymalny stopień utlenienia,
jaki przyjmują pierwiastki X i Z w związkach chemicznych.
Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X:
Maksymalny stopień utlenienia, jaki przyjmują pierwiastki X i Z w związkach chemicznych:
1.3. (0–1)
Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu Z2+ w stanie podstawowym. Zastosuj
zapis z uwzględnieniem podpowłok.
Przemysłowa produkcja kwasu azotowego(V) jest procesem kilkuetapowym. Pierwszym
etapem jest katalityczne utlenienie amoniaku tlenem z powietrza do tlenku azotu(II).
W drugim etapie otrzymany tlenek azotu(II) utlenia się do tlenku azotu(IV). Ta reakcja
przebiega zgodnie z poniższym równaniem:
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)
Powstały tlenek azotu(IV) jest następnie wprowadzany do wody, w wyniku czego powstaje
roztwór kwasu azotowego(V) o stężeniu w zakresie 50%–60% (w procentach masowych).
Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł
nieorganiczny, Warszawa 2013.
Napisz równanie opisanej reakcji tlenku azotu(IV) z wodą, której produktami są kwas
azotowy(V) i tlenek azotu(II). Napisz wzór reduktora i wzór utleniacza.
Sporządzono wodne roztwory siarczanu(IV) potasu i siarczanu(VI) potasu o takim samym
stężeniu molowym. Jeden z tych roztworów przelano do trzech probówek oznaczonych
numerem I, a drugi – do trzech probówek oznaczonych numerem II. Zadaniem uczniów było
zidentyfikowanie przygotowanych roztworów. Trzech uczniów poprawnie zaprojektowało
i wykonało doświadczenie, którego opis i wyniki przedstawiono w tabeli.
Opis doświadczenia
Obserwacje
uczeń 1.
Do probówki I i II dodałem kwas solny.
W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II wydzielał się gaz o ostrym zapachu.
uczeń 2.
Do probówki I i II dodałem kilka kropli wodnego roztworu manganianu(VII) potasu.
W probówce I roztwór przyjął fioletowe zabarwienie. W probówce II powstał brunatny osad.
uczeń 3.
Do probówki I i II dodałem alkoholowy roztwór fenoloftaleiny.
W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II roztwór zabarwił się na malinowo.
11.1. (0–1)
Uzupełnij opis procesu sformułowany przez ucznia 2. Wybierz i zaznacz jedno właściwe
określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
Manganian(VII) potasu (utlenia / redukuje) jony obecne w roztworze w probówce (I / II).
Jednym z produktów tej reakcji jest (tlenek manganu(II) / tlenek manganu(IV)).
11.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród
podanych w nawiasie.
W celu oddzielenia trudno rozpuszczalnego produktu reakcji od pozostałych składników
mieszaniny, która powstała w probówce II ucznia 2., należałoby zastosować
(destylację / odparowanie / sączenie).
Srebro występuje w przyrodzie jako srebro rodzime, a także jako składnik minerałów, takich
jak argentyt Ag2S czy chlorargiryt AgCl. Proces wydobywania srebra z urobku górniczego
polega na przeprowadzeniu srebra w dobrze rozpuszczalny w wodzie kompleksowy związek
cyjankowy, w którym srebro wchodzi w skład anionu o wzorze [Ag(CN)2]–. W tym celu
rozdrobniony urobek górniczy poddaje się działaniu cyjanku sodu NaCN w obecności
powietrza. Poniższe schematy są ilustracją reakcji zachodzących podczas opisanego procesu:
Przeprowadzono doświadczenie z udziałem azotanu(III) potasu (KNO2). Przebieg
doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.
Objawy reakcji zaobserwowano w obu probówkach. Na dnie probówki I powstała substancja
o fioletowobrunatnej barwie, charakterystycznej dla wolnego jodu, a fioletowy roztwór
dodawany do probówki II uległ odbarwieniu.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
W probówce I jony azotanowe(III) (redukują / utleniają) jony jodkowe do wolnego jodu.
Podczas reakcji zachodzącej w probówce II jon azotanowy(III) pełni funkcję
(reduktora / utleniacza). W tej reakcji powstaje sól manganu na stopniu utlenienia
(II / IV / VI).
Benzen łatwo ulega reakcji nitrowania, której produkt może być substratem dalszych przemian.
Przykładowo: w środowisku kwasowym nitrobenzen reaguje z chlorkiem tytanu(III) zgodnie
z poniższym schematem:
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 1998.
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania
zachodzących podczas opisanego procesu.
Pierwiastek A tworzy aniony złożone o wzorze AO−4 , w których występuje na swoim
najwyższym stopniu utlenienia. Pierwiastek A jest metalem.
Pierwiastek D tworzy aniony złożone o wzorze DO−3, w których występuje na swoim
najwyższym stopniu utlenienia. Pierwiastek D może przyjmować w związkach ujemne
stopnie utlenienia.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie, a w wyznaczone miejsca wpisz numer grupy oraz stopień utlenienia.
Pierwiastek A w jonie AO−4 może w reakcji redoks pełnić funkcję (wyłącznie
reduktora / reduktora lub utleniacza / wyłącznie utleniacza). Pierwiastek D w jonie DO−3 może (wyłącznie oddać elektrony / wyłącznie przyjąć
elektrony / oddać lub przyjąć elektrony).
Pierwiastek A należy do grupy układu okresowego pierwiastków.
Pierwiastek D należy do grupy układu okresowego pierwiastków,
a jego najniższy stopień utlenienia w związkach jest równy .
Tlenek siarki(IV) można otrzymać przez redukcję anhydrytu (CaSO4) węglem. Reakcja ta
zachodzi zgodnie ze schematem:
CaSO4 + C → CaO + SO2 + CO2
12.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia siarki i węgla.
12.2. (1 pkt)
W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę
elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
12.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.
....... CaSO4 + ....... C → ....... CaO + ....... SO2 + ....... CO2
12.4. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienia poniższych zdań.
W opisanej reakcji węgiel jest (reduktorem / utleniaczem), gdyż ulega
(redukcji / utlenieniu). Stopień utlenienia tlenu (nie ulega zmianie / się zmniejsza /
się zwiększa).
Stal to stop żelaza z węglem. Korozja stali polega na utlenianiu żelaza tlenem rozpuszczonym
w wodzie. Obecność elektrolitu w roztworze przyspiesza ten proces, ale w roztworach
o wysokim pH korozja jest zahamowana. Powstająca w wyniku korozji rdza zawiera
uwodniony tlenek żelaza(III) – o wzorze 2Fe2O3 · 3H2O i masie M = 374 g ⋅ mol−1 –
i niewielkie ilości innych związków żelaza na III stopniu utlenienia.
W celu zbadania wpływu różnych czynników na szybkość korozji przeprowadzono
doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie.
Po trwającym kilka dni eksperymencie zaobserwowano, że najwięcej rdzy powstało
w probówce IV, w której drut stalowy stykał się z blaszką miedzianą.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
Żelazo w procesie korozji stali pełni funkcję (reduktora / utleniacza), ponieważ (przyjmuje / oddaje) elektrony, a jego stopień utlenienia (rośnie / maleje).
Miedź jest metalem (aktywniejszym / mniej aktywnym) niż żelazo. Kontakt stali z takim metalem (przyspiesza / hamuje) korozję.
