Zadania maturalne z chemii

171

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 17. (2 pkt)

Metale Oblicz

Złoto jest doskonale kowalnym żółtym metalem o silnym połysku. W czystej postaci jest stosunkowo miękkie, więc w wyrobach jubilerskich stosuje się stopy złota z innymi metalami, np. srebrem lub miedzią. Zawartość czystego złota w tych wyrobach podaje się w jednostkach zwanych karatami. Jeden karat odpowiada 1/24 zawartości masowej złota w stopie, co oznacza, że czyste złoto jest 24-karatowe. Złoto jest metalem szlachetnym, więc trudno ulega reakcjom chemicznym. Roztwarza się w wodzie królewskiej, przy czym powstaje m.in. chlorkowy kompleks złota(III), co ilustruje poniższe równanie:

Au + HNO₃ + 4HCl → AuCl^–₄ + H⁺ + NO + 2H₂O

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna – Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2012 oraz L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2006.

Oblicz, ile gramów czystego złota należy stopić z 10 gramami 15-karatowego złota, aby otrzymać złoto 18-karatowe.

172

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 18. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Stężenia roztworów Oblicz

W jednej z przemysłowych metod otrzymywania kwasu siarkowego(VI) jako substrat pierwszego etapu stosuje się piryt (FeS₂) – powszechnie występujący minerał.

FeS₂ → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄

W wyniku opisanego procesu – do którego na pierwszym etapie wykorzystano 100 gramów pirytu niezawierającego zanieczyszczeń – otrzymano wodny roztwór kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 96% masowych. Sumaryczna wydajność procesu była równa 85%.

Oblicz masę wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) uzyskanego w opisanym procesie.

173

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

W temperaturze 20°C rozpuszczalność uwodnionego wodorosiarczanu(VI) sodu o wzorze NaHSO₄ · H₂O jest równa 67 gramów w 100 gramach wody.

Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.

Oblicz, jaki procent masy roztworu nasyconego o temperaturze 20°C stanowi masa soli bezwodnej NaHSO₄.

174

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 19. (3 pkt)

Stężenia roztworów Rozpuszczalność substancji Podaj/wymień Oblicz

W poniższej tabeli przedstawiono wartości rozpuszczalności trzech związków chemicznych w wodzie w różnych temperaturach.

	Rozpuszczalność, g/100 g H₂O
	0°C	20°C	40°C	60°C	80°C	100°C
Ca(OH)₂	0,185	0,165	0,141	0,116	0,094	0,077
KNO₃	13,30	31,60	63,90	110,0	169,0	246,0
NaCl	35,70	36,00	36,60	37,30	38,40	39,80

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2013.

W zlewce zmieszano chlorek sodu z wodą w stosunku masowym m_soli : m_wody = 1 : 5. Otrzymano roztwór o temperaturze 20°C.

19.1. (1 pkt)

Określ, jaki roztwór otrzymano – nasycony czy nienasycony.

19.2. (2 pkt)

Oblicz w procentach masowych stężenie otrzymanego roztworu.

175

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Węglowodory - ogólne Narysuj/zapisz wzór Oblicz

Podczas spalania 0,25 mola pewnego węglowodoru przebiegła reakcja chemiczna zilustrowana ogólnym równaniem:

C_nH_2n + 1,5nO₂ → nCO₂ + nH₂O

W wyniku opisanej przemiany otrzymano 46,5 g mieszaniny tlenku węgla(IV) i pary wodnej.

Wykonaj obliczenia i zaproponuj wzór półstrukturalny (grupowy) spalanego węglowodoru.

176

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 20. (2 pkt)

Budowa i działanie ogniw SEM Napisz równanie reakcji Oblicz

Zbudowano ogniwo według schematu przedstawionego na poniższym rysunku.

20.1. (1 pkt)

Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM), w warunkach standardowych, ogniwa, którego schemat przedstawiono na rysunku.

SEM =

20.2. (1 pkt)

Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w czasie pracy tego ogniwa.

177

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 21. (2 pkt)

Elektroliza Oblicz

Podczas elektrolizy wodnego roztworu chlorku chromu(III) CrCl₃ (prowadzonej przy użyciu elektrod grafitowych) przez roztwór przepłynął ładunek elektryczny Q, co skutkowało wydzieleniem 156 gramów chromu.

Oblicz, ile gramów cynku wydzieli się podczas przepływu takiego samego ładunku Q przez roztwór chlorku cynku ZnCl₂. Przyjmij, że opisane procesy zachodzą ze 100% wydajnością. Stała Faradaya ma wartość F = 96500 C ⋅ mol⁻¹.

178

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 21. (2 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Metan można otrzymać w wyniku działania kwasem solnym na węglik glinu (Al₄C₃). Przebiega wtedy reakcja opisana równaniem

Al₄C₃ + 12HCl → 4AlCl₃ + 3CH₄

Oblicz, ile gramów węglika glinu należy użyć do otrzymania 1400 dm³ metanu (w warunkach normalnych). Załóż, że ta przemiana przebiega z wydajnością równą 100%.

179

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 23. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Do całkowitego spalenia 2,80 dm³ (odmierzonych w warunkach normalnych) mieszaniny zawierającej 60% objętościowych pewnego gazowego alkanu i 40% objętościowych metanu potrzeba 13,16 dm³ tlenu w przeliczeniu na warunki normalne. Reakcje całkowitego spalania metanu oraz dowolnego alkanu przebiegają zgodnie z równaniami:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

C_nH_2n+2 + 3n + 12O₂ → nCO₂ + (n + 1) H₂O

Wykonaj niezbędne obliczenia i podaj wzór sumaryczny alkanu stanowiącego 60% objętości opisanej mieszaniny.

180

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 26. (2 pkt)

Rozpuszczalność substancji Oblicz

Kwas etanodiowy o wzorze (COOH)₂ jest najprostszym kwasem dikarboksylowym, którego rozpuszczalność w wodzie w temperaturze 20°C jest równa 9,52 g bezwodnego kwasu w 100 g wody.

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

Oblicz minimalną masę wody potrzebną do rozpuszczenia 14,0 gramów hydratu kwasu etanodiowego o wzorze (COOH)₂ · 2H₂O w temperaturze 20°C. Wynik końcowy podaj w gramach i zaokrąglij do jedności.