Zadania maturalne z chemii

171

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 18. (3 pkt)

Rozpuszczalność substancji Stan równowagi Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

W trzech zlewkach umieszczono:

w zlewce A czystą wodę
w zlewce B roztwór węglanu sodu
w zlewce C kwas solny

o równych objętościach. Do każdej zlewki wprowadzono jednakową porcję stałego węglanu wapnia. Zawartość zlewek wymieszano i odstawiono. Stwierdzono, że w żadnej zlewce węglan wapnia nie uległ całkowitemu rozpuszczeniu. Temperatura wszystkich roztworów po zakończeniu doświadczenia wynosiła 25 °C.

18.1. (0–1)

Oblicz stężenie molowe jonów Ca²⁺ w roztworze otrzymanym w zlewce A po zakończeniu doświadczenia.

18.2. (0–2)

Rozstrzygnij, w której ze zlewek (A, B czy C) po zakończeniu doświadczenia znajdował się roztwór o największym stężeniu jonów Ca²⁺, a w której – roztwór o najmniejszym stężeniu jonów Ca²⁺. Zaznacz poprawną odpowiedź w każdym nawiasie i uzasadnij swoje stanowisko. W uzasadnieniu najmniejszego stężenia jonów Ca²⁺ odwołaj się do procesu równowagowego zachodzącego w roztworze.

Najwięcej jonów Ca²⁺ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:

Najmniej jonów Ca²⁺ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:

172

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 18. (3 pkt)

Rozpuszczalność substancji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

Rozpuszczalność soli X w wodzie wzrasta ze wzrostem temperatury, co pokazują dane zamieszczone w poniższej tabeli.


Temperatura, °C	0	20	40	60	80	100
Rozpuszczalność, g w 100 g wody	5	12	26	47	71	96

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

18.1. (0–1)

Narysuj krzywą rozpuszczalności soli X w zakresie temperatury 0 °C– 100 °C i odczytaj z niego wartość rozpuszczalności w temperaturze 70 °C. Rozpuszczalność soli X jest funkcją rosnącą w całym podanym zakresie temperatury.

Rozpuszczalność soli X w temperaturze 70 °C: g w 100 g wody.

18.2. (0–2)

Oblicz, ile gramów soli X wykrystalizowało, gdy z 300 g roztworu nasyconego w temperaturze 80 °C odparowała woda o masie 25 g. Wynik podaj w zaokrągleniu do jedności.

173

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (2 pkt)

Budowa i działanie ogniw SEM Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Zbudowano ogniwo, którego schemat zapisany zgodnie z konwencją sztokholmską jest następujący:

(−) Co | Co²⁺ || H⁺ | H₂ (g) | Pt (+)

19.1. (0–1)

Oblicz siłę elektromotoryczną opisanego ogniwa w warunkach standardowych.

SEM =

19.2. (0–1)

W opisanym ogniwie półogniwo Co | Co²⁺ zastąpiono innym półogniwem metalicznym. Ta zmiana nie spowodowała (w warunkach standardowych) zmiany procesu katodowego.

Spośród wymienionych półogniw wybierz i zaznacz wszystkie te, które mogły być użyte do budowy tego ogniwa.

Ag | Ag⁺

Cu | Cu²⁺

Fe | Fe²⁺

Ni | Ni²⁺

Zn | Zn²⁺

174

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

Zmieszano 500 cm³ wodnego roztworu wodorotlenku sodu o nieznanym stężeniu 𝑐 (roztwór A) i 250 cm³ wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm⁻³ (roztwór B). W temperaturze 25 °C pH otrzymanego roztworu C wynosiło 12,7.

Oblicz stężenie molowe c roztworu A wodorotlenku sodu. Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworów. Wynik podaj z odpowiednią jednostką.

175

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19. (1 pkt)

Identyfikacja związków nieorganicznych Narysuj/zapisz wzór

Bezbarwny wodny roztwór dwóch soli może zawierać znaczące ilości następujących jonów:

Br^–

S^2–

SO^2–₄

NH⁺₄

Mg²⁺

W celu ustalenia składu badanego roztworu pobrano cztery jego próbki i wykonano doświadczenia zilustrowane na poniższym schemacie:

Wszystkie wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli.

Probówka	Wyniki doświadczenia
1.	Wydziela się gaz o charakterystycznym zapachu.
2.	Brak zmian.
3.	Wytrąca się biały osad.
4.	Mieszanina w probówce zmieniła zabarwienie.

Napisz wzory sumaryczne dwóch soli, z których przygotowano badany roztwór.

176

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19. (1 pkt)

Rozpuszczalność substancji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Dane w poniższej tabeli pokazują zależność rozpuszczalności amoniaku w wodzie od temperatury.


Temperatura, °C	20	40	60	80
Rozpuszczalność, g w 100 g wody	51	34	23	16

Narysuj krzywą rozpuszczalności amoniaku w wodzie w zakresie temperatury od 20 °C do 80 °C i odczytaj – w zaokrągleniu do jedności – wartość rozpuszczalności tego gazu w temperaturze 68 °C. Rozpuszczalność amoniaku w wodzie w podanym zakresie temperatury jest funkcją malejącą.

Rozpuszczalność amoniaku w temperaturze 68 °C: g w 100 g wody.

177

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 20. (2 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Pewien alkan, którego achiralne cząsteczki mają rozgałęziony łańcuch węglowy, w temperaturze 𝑇 i pod ciśnieniem 𝑝 jest gazem i ma gęstość 50 razy większą od gęstości wodoru wyznaczonej w tych samych warunkach. W reakcji chlorowania tego alkanu może powstać 6 różnych monochloropochodnych, będących izomerami konstytucyjnymi (bez uwzględniania stereoizomerów).

Oblicz liczbę atomów węgla w cząsteczce opisanego alkanu oraz napisz jego wzór półstrukturalny (grupowy).

Wzór alkanu:

178

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 20. (1 pkt)

Identyfikacja związków - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W temperaturze 𝑇 sporządzono trzy bezbarwne wodne roztwory:

I – octanu sodu (CH₃COONa)
II – kwasu octowego (CH₃COOH)
III – wodorotlenku sodu (NaOH)

o jednakowych stężeniach molowych równych 0,01 mol ∙ dm^–3.
Do identyfikacji tych roztworów wybrano dwa wskaźniki kwasowo-zasadowe: tymoloftaleinę i zieleń bromokrezolową. Wyniki doświadczenia przedstawiono na zdjęciach.

Uzupełnij tabelę. Wpisz wzory substancji, których wodne roztwory identyfikowano.

179

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 20. (2 pkt)

Identyfikacja związków nieorganicznych Napisz równanie reakcji

Bezbarwny wodny roztwór dwóch soli może zawierać znaczące ilości następujących jonów:

Br^–

S^2–

SO^2–₄

NH⁺₄

Mg²⁺

W celu ustalenia składu badanego roztworu pobrano cztery jego próbki i wykonano doświadczenia zilustrowane na poniższym schemacie:

Wszystkie wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli.

Probówka	Wyniki doświadczenia
1.	Wydziela się gaz o charakterystycznym zapachu.
2.	Brak zmian.
3.	Wytrąca się biały osad.
4.	Mieszanina w probówce zmieniła zabarwienie.

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas doświadczenia w probówkach 1. i 4.

Równanie reakcji zachodzącej w probówce 1.:

Równanie reakcji zachodzącej w probówce 4.:

180

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 21. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Reakcję hydratacji (uwodnienia) etenu opisuje równanie:

CH₂=CH₂ (g) + H₂O (g) ^{katalizator, 𝑝, 𝑇} CH₃CH₂OH (g)

Równowagowy stopień przereagowania etenu, który jest miarą wydajności przedstawionej reakcji, zależy od warunków prowadzenia procesu: temperatury i ciśnienia. Tę zależność przedstawiono na poniższym wykresie.

Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.

Wyjaśnij, dlaczego w danej temperaturze równowagowy stopień przereagowania etenu w opisanej reakcji jest tym większy, im wyższe jest ciśnienie, pod którym prowadzona jest reakcja.