Zadania maturalne z chemii

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

Zawartość jonów dichromianowych(VI) w wodnym roztworze można określić dzięki zastosowaniu metody pośredniej. W pierwszym etapie dodaje się roztwór jodku potasu i kwas siarkowy(VI). Zachodzi wtedy reakcja opisana równaniem:

Cr₂O^2–₇ + 6I⁻ +14H⁺ → 2Cr³⁺ + 3I₂ + 7H₂O

W drugim etapie do otrzymanej mieszaniny dodaje się roztwór tiosiarczanu sodu i wtedy jony S₂O²⁻₃ reagują z jodem:

I₂ + 2S₂O²⁻₃ → 2 I⁻ + S₄O^2–₆

Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, Warszawa 2007.

19.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy jony dichromianowe(VI) w etapie pierwszym oraz jod w etapie drugim pełnią taką samą funkcję (utleniacza albo reduktora). Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

19.2. (0–2)

Aby określić zawartość jonów dichromianowych(VI) w próbce, przeprowadzono opisane reakcje. W reakcji z jodem wzięło udział 20,4 cm³ wodnego roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,10 mol∙dm³ .

Oblicz, ile gramów dichromianu(VI) potasu zawierała badana próbka. Przyjmij, że opisane przemiany przebiegły z wydajnością równą 100% oraz że masa molowa dichromianu(VI) potasu M_{K₂Cr₂O₇} = 294 g⋅ mol⁻¹.

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (4 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Układ okresowy pierwiastków Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Narysuj/zapisz wzór Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

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:

konfiguracja elektronowa atomu pierwiastka X

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.

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11. (1 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Narysuj/zapisz wzór Napisz równanie reakcji

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.

Równanie reakcji:

Wzór reduktora:

Wzór utleniacza:

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11. (2 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Właściwości roztworów i mieszanin Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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).

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 17. (1 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

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:

reakcja I:
reakcja II:
reakcja III:

Ag ^{+ NaCN + 2H₂O + O₂} Na[Ag(CN)₂]
Ag₂S ^{+ NaCN (aq)} Na[Ag(CN)₂]
AgCl ^{+ NaCN (aq)} Na[Ag(CN)₂]

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

Rozstrzygnij, czy reakcje II i III są reakcjami utleniania i redukcji. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 21. (1 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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).

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 28. (1 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Napisz równanie reakcji

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:

reakcja nitrobenzenu z chlorkiem tytanu(III)

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.

Równanie reakcji redukcji:

Równanie reakcji utleniania:

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 7. (1 pkt)

Układ okresowy pierwiastków Elektrony w atomach, orbitale Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Podaj/wymień

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 .

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 10. (2 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Ze zbioru:

Fe Ni Co Hg Mn²⁺ Cd²⁺ Cu²⁺ Ag⁺

wybierz drobiny, które spełniają warunki opisane w poniższej tabeli. Symbole i wzory wybranych drobin wpisz w wyznaczone miejsca.


Metale, które wypierają miedź z roztworu azotanu(V) miedzi(II):
Kationy, które mogą być zredukowane za pomocą niklu:
Drobina, która najłatwiej oddaje elektrony:
Drobina, która najchętniej przyjmuje elektrony:

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 12. (4 pkt)

Stopnie utlenienia Bilans elektronowy Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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).