Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13. (2 pkt)
Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu NaOH o stężeniu 2,0 mol · dm–3 należy zmieszać z wodą destylowaną, aby otrzymać 200 cm3 roztworu o stężeniu 0,1 mol · dm–3.
Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu NaOH o stężeniu 2,0 mol · dm–3 należy zmieszać z wodą destylowaną, aby otrzymać 200 cm3 roztworu o stężeniu 0,1 mol · dm–3.
W przemyśle wapno gaszone otrzymuje się w dwuetapowym procesie. Najpierw węglan wapnia poddaje się rozkładowi w temperaturze 1000°C. W wyniku tego procesu otrzymuje się tlenek zwany wapnem palonym, który w procesie gaszenia przekształca się w wapno gaszone.
Uzupełnij poniższy schemat otrzymywania wapna gaszonego z węglanu wapnia. W puste (większe) pola wpisz wzory związków chemicznych. W pole umieszczone nad strzałką oznaczoną numerem 1 wpisz warunki konieczne do przeprowadzenia przemiany, a w pole nad strzałką oznaczoną numerem 2 wpisz wzór drugiego substratu przemiany.
Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg pozwolił na rozróżnienie dwóch wodnych roztworów soli: węglanu sodu i azotanu(V) amonu. Jako odczynniki zastosowano kwas solny i stężony roztwór wodorotlenku sodu. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.
U wylotu probówki IV dodatkowo umieszczono zwilżony uniwersalny papierek wskaźnikowy.
13.1. (0-1)
Napisz, jakie obserwacje potwierdziły obecność węglanu sodu w probówkach I i III oraz azotanu(V) amonu w probówkach II i IV. W opisie obserwacji dla probówki IV uwzględnij zmianę barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego.
Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
Probówka IV:
13.2. (0-2)
Podaj numery probówek, w których przebiegały reakcje, i napisz w formie jonowej skróconej równania tych procesów.
| Numer probówki | Równanie reakcji |
|---|---|
| |
W celu identyfikacji zawartości dwóch probówek, z których jedna zawierała wodny roztwór wodorotlenku sodu, a druga – wodny roztwór kwasu siarkowego(VI), przeprowadzono doświadczenie. Do obu badanych roztworów dodano wodne roztwory soli: manganianu(VII) potasu i siarczanu(IV) sodu.
Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Podczas przebiegu opisanego doświadczenia
Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego do 10 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu dodawano kroplami wodny roztwór pewnego elektrolitu o stężeniu cm = 0,1 mol · dm–3, mierząc pH mieszaniny reakcyjnej. Przebieg doświadczenia zilustrowano schematem.
Opisane doświadczenie jest przykładem miareczkowania alkacymetrycznego (kwasowo-zasadowego), które polega na dodawaniu z biurety roztworu, nazywanego
titrantem, do kolby z próbką, nazywaną analitem. W miareczkowaniu wykorzystuje się
stechiometryczną zależność między substancjami obecnymi w analicie i titrancie.
Odczytana z wykresu wartość pH roztworu otrzymanego po zmieszaniu roztworów
zawierających stechiometryczne ilości reagentów jest równa 7.
Na podstawie analizy wykresu określ, jaką barwę przyjąłby żółty uniwersalny papierek wskaźnikowy, gdyby podczas przeprowadzanego doświadczenia został on zanurzony w roztworze, do którego dodano: 5 cm3, 10 cm3 oraz 15 cm3 titranta.
Barwa wskaźnika po dodaniu 5 cm3 titranta:
Barwa wskaźnika po dodaniu 10 cm3 titranta:
Barwa wskaźnika po dodaniu 15 cm3 titranta:
Wskaźniki kwasowo-zasadowe to związki chemiczne, które przyjmują różne zabarwienia w roztworach o różnych odczynach. Barwa roztworu zależy od formy, w jakiej wskaźnik występuje w roztworze. Dla każdego wskaźnika można określić charakterystyczny zakres pH, w którym następuje zmiana zabarwienia wskaźnika. Poniżej scharakteryzowano trzy wskaźniki kwasowo-zasadowe.
| Wskaźnik | Zabarwienie wskaźnika w roztworze o pH | Zakres pH zmiany barwy | |
|---|---|---|---|
| oranż metylowy | poniżej 3,1 czerwone | powyżej 4,4 żółte | 3,1 – 4,4 |
| czerwień bromofenolowa | poniżej 5,2 żółte | powyżej 6,8 czerwone | 5,2 – 6,8 |
| fenoloftaleina | poniżej 8,3 brak zabarwienia | powyżej 10,0 malinowe | 8,3 – 10,0 |
Oceń, czy poniższe zdanie jest prawdziwe. Odpowiedź uzasadnij.
Oranż metylowy w roztworach o odczynie kwasowym barwi się na czerwono, w roztworach o odczynie obojętnym barwi się na pomarańczowo, a w roztworach o odczynie zasadowym – na żółto.
Zdanie jest .
Uzasadnienie:
Energia aktywacji określa wielkość bariery energetycznej, którą muszą pokonać reagujące
drobiny, aby doszło do reakcji chemicznej. Im mniejsza jest energia aktywacji dla danej
reakcji, tym szybciej zachodzi przemiana. Dużą energię aktywacji reakcji można zmniejszyć,
jeżeli wprowadzi się do układu katalizator.
Nadtlenek wodoru ulega reakcji rozkładu według równania:
2H2O2 → 2H2O + O2
W temperaturze pokojowej szybkość rozkładu H2O2 jest mała. W poniższej tabeli podano wartości energii aktywacji reakcji rozkładu H2O2 bez udziału katalizatora oraz z udziałem różnych katalizatorów.
| Nazwa katalizatora | Energia aktywacji rozkładu H2O2 w temperaturze T, kJ ⋅ mol−1 |
|---|---|
| bez katalizatora | 75 |
| peroksydaza (enzym) | 23 |
| platyna | 49 |
| tlenek manganu(IV) | 58 |
Na podstawie: E. A. Moelwyn-Hughes, Physical Chemistry, London, New York, Paris 2012.
Oceń, którego katalizatora spośród wymienionych w informacji należy użyć, aby reakcja rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze T przebiegła z największą szybkością. Napisz nazwę tego katalizatora.
Aby oznaczyć zawartość jonów chlorkowych w wodzie o odczynie obojętnym, 200 cm3 wody miareczkowano roztworem azotanu(V) srebra wobec chromianu(VI) potasu jako wskaźnika (metoda Mohra). Do całkowitego wytrącenia jonów chlorkowych zużyto 16 cm3 roztworu azotanu(V) srebra o stężeniu 0,1 mol · dm−3.
Oblicz zawartość jonów chlorkowych w badanej wodzie w mg Cl− w 1 dm3 wody. Oceń, czy badana woda nadaje się do spożycia. Dopuszczalna zawartość jonów chlorkowych w wodzie przeznaczonej do spożycia wynosi 250 mg Cl− w 1 dm3 wody.
W celu identyfikacji zawartości dwóch probówek, z których jedna zawierała wodny roztwór wodorotlenku sodu, a druga – wodny roztwór kwasu siarkowego(VI), przeprowadzono doświadczenie. Do obu badanych roztworów dodano wodne roztwory soli: manganianu(VII) potasu i siarczanu(IV) sodu.
Podaj wzór jonów zawierających mangan, które powstają bezpośrednio po dodaniu roztworów obu soli do probówki z roztworem wodorotlenku sodu.
Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego do 10 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu dodawano kroplami wodny roztwór pewnego elektrolitu o stężeniu cm = 0,1 mol · dm–3, mierząc pH mieszaniny reakcyjnej. Przebieg doświadczenia zilustrowano schematem.
Opisane doświadczenie jest przykładem miareczkowania alkacymetrycznego (kwasowo-zasadowego), które polega na dodawaniu z biurety roztworu, nazywanego
titrantem, do kolby z próbką, nazywaną analitem. W miareczkowaniu wykorzystuje się
stechiometryczną zależność między substancjami obecnymi w analicie i titrancie.
Odczytana z wykresu wartość pH roztworu otrzymanego po zmieszaniu roztworów
zawierających stechiometryczne ilości reagentów jest równa 7.
Aby roztwór przewodził prąd elektryczny, muszą być w tym roztworze obecne jony. Im większa jest ich ruchliwość, tym przewodnictwo jest większe. Dwa najbardziej ruchliwe jony to kationy wodorowe (H+) i aniony wodorotlenkowe (OH−). Ruchliwość innych jonów jest znacznie mniejsza.
Gdy analizuje się ruchliwość jonów obecnych w roztworze w danym momencie opisanego miareczkowania, można przewidzieć, jak zmienia się jego przewodnictwo (inne czynniki można tu pominąć).
Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
W miarę dodawania titranta do wodnego roztworu wodorotlenku sodu
BiologHelp+ obejmuje: