Zadania maturalne z chemii

131

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9. (2 pkt)

Elektroliza Oblicz

Elektroliza wodnego roztworu HCl przebiega zgodnie z równaniem:

2H⁺ + 2Cl⁻ → H₂ + Cl₂

Podczas elektrolizy przez wodny roztwór HCl o objętości 400,0 cm³ i o stężeniu 0,1 mol·dm⁻³ przepłynął ładunek 3821,4 C.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i określ, jak się zmieniło (wzrosło czy zmalało), i o ile jednostek, pH tego roztworu w wyniku elektrolizy. Podczas rozwiązywania zadania nie zaokrąglaj wyników pośrednich. Stała Faradaya ma wartość F = 96500 C · mol^–1. Przyjmij, że objętość roztworu nie uległa zmianie, a podczas elektrolizy nie zachodziły procesy uboczne, np. rozkład wody.

Odpowiedź: pH roztworu

132

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 9. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

Sporządzono 350 cm³ wodnego roztworu chlorku potasu (KCl) o stężeniu 1 mol ⋅ dm⁻³.

Oblicz masę soli, która pozostanie po całkowitym odparowaniu wody z opisanego roztworu.

133

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (2 pkt)

pH Oblicz

Przygotowano dwa wodne roztwory:
– kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 0,01 mol · dm⁻³ (roztwór I)
– wodorotlenku sodu o pH równym 13 (roztwór II) do którego dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.
Podczas mieszania roztworów I i II zachodzi reakcja opisana poniższym równaniem:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

Do kolby zawierającej 100 cm³ roztworu I dodawano niewielkimi porcjami roztwór II.

Oblicz pH roztworu, który powstał po dodaniu 50 cm³ roztworu II do roztworu I. Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości roztworu I i dodanego roztworu II.

134

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

Rozpuszczalność substancji Oblicz

Wykres rozpuszczalności w wodzie dwóch soli: węglanu litu i chlorku ołowiu(II), w zależności od temperatury przedstawia poniższy wykres.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.

W dwóch zlewkach A i B zmieszano z wodą – odpowiednio – węglan litu oraz chlorek ołowiu(II) i otrzymano mieszaniny o temperaturze 60°C. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.

Do zlewki A dolano 20,00 g roztworu Li₂CO₃ o stężeniu 1% (w procentach masowych) i zawartość zlewki oziębiono do temperatury 30°C.

Oblicz masę węglanu litu, który pozostanie nierozpuszczony. Wynik podaj w gramach w zaokrągleniu do drugiego miejsca po przecinku.

135

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11. (1 pkt)

Dysocjacja Oblicz

W temperaturze T rozpuszczono w wodzie kwas HX. Równowagę w otrzymanym roztworze ilustruje równanie

HX + H₂O ⇄ H₃O⁺ + X⁻

Poniższy wykres przedstawia procentowy udział drobin znajdujących się w wodnym roztworze kwasu HX o temperaturze T (na wykresie nie uwzględniono wody oraz jonów pochodzących z autodysocjacji wody).

Oblicz stopień dysocjacji kwasu HX w tym roztworze.

136

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 11. (3 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

Na wykresie przedstawiono zależność rozpuszczalności dwóch soli – KNO₃ i Pb(NO₃)₂ − w wodzie od temperatury.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

W pewnej temperaturze T stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego wodnego roztworu KNO₃ jest takie samo jak stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego wodnego roztworu Pb(NO₃)₂.

Odczytaj z wykresu wartość temperatury T. Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) obu roztworów w temperaturze T.

Wartość temperatury:

137

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 13. (2 pkt)

pH Oblicz

Reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem potasu przebiega zgodnie z równaniem

HCl + KOH → KCl + H₂O

Oblicz objętość kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol·dm⁻³, jaką należy dodać do 300 cm³ wodnego roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu 0,2 mol·dm⁻³, aby otrzymany roztwór miał pH = 13. W obliczeniach przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworów.

138

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13. (2 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Masowy stosunek stechiometryczny substratów reakcji

2A + B → C + 3D

wynosi m_A : m_B = 4 : 7. W reakcji zużyto 45 g substancji B i stechiometryczną ilość substancji A. W wyniku reakcji, przebiegającej z wydajnością równą 100%, otrzymano 13 dm³ gazowego produktu C (objętość zmierzono w warunkach normalnych). Masa molowa substancji C jest równa 26 g·mol⁻¹.

Oblicz masę molową substancji D.

139

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 13. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Mączka dolomitowa to produkt, którego głównymi składnikami są węglan wapnia i węglan magnezu.
Próbkę mączki dolomitowej o masie 10 gramów, zawierającej 1% zanieczyszczeń, poddano działaniu kwasu solnego, którego użyto w nadmiarze. W reakcjach przebiegających zgodnie z równaniami:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O
MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂ + H₂O

wydzieliło się 2,4 dm³ tlenku węgla(IV). Objętość gazu zmierzono w warunkach normalnych.

13.1. (0–2)

Oblicz zawartość procentową (w procentach masowych) węglanu wapnia w badanej mączce dolomitowej. Przyjmij, że zanieczyszczenia nie brały udziału w reakcji z kwasem solnym.

13.2. (0–1)

Mączka dolomitowa może być stosowana do poprawiania jakości gleby.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

Trudno rozpuszczalne w wodzie węglany wapnia i magnezu reagują z obecnymi w glebie jonami (H₃O⁺ / OH^–), w wyniku czego przekształcają się w rozpuszczalne wodorowęglany. W wyniku tego procesu pH gleby (maleje / wzrasta), dlatego mączka dolomitowa może być stosowana do (alkalizacji / zakwaszania) gleby o zbyt (niskim / wysokim) pH.

140

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Mieszaninę gazów składającą się z tlenku węgla(IV), amoniaku i metanu o objętości 9,78 dm³ przepuszczono w temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1013 hPa przez płuczki, których zawartość przedstawia poniższy rysunek. Stosunek molowy amoniaku do metanu w wyjściowej mieszaninie był równy 3 : 1. Po przepuszczeniu mieszaniny gazów przez płuczki okazało się, że tylko jeden gaz nie został pochłonięty i opuścił zestaw płuczek.

Podczas przepuszczenia gazów przez płuczki, w płuczce z wodnym roztworem wodorotlenku sodu zachodziła reakcja:

CO₂ + 2OH^– → CO²⁻₃ + H₂O

Masa tej płuczki wzrosła o 5,28 g.

Oblicz, jaką objętość zająłby w warunkach normalnych amoniak, który był składnikiem mieszaniny. Uniwersalna stała gazowa R = 83,1 dm³·hPa·mol^–1·K^–1.