Uczniowie wykonali dwuetapowe doświadczenie, którego celem było otrzymanie czystego
tlenku miedzi(II). W pierwszym etapie strącili wodorotlenek miedzi(II), a w drugim etapie
przeprowadzili jego rozkład termiczny w łaźni wodnej. Następnie uzyskaną mieszaninę
przesączyli, żeby wyodrębnić stały produkt.
Na poniższym schemacie przedstawiono pierwszy etap doświadczenia.
Rozstrzygnij, w której probówce (I czy II) otrzymano osad tylko tlenku metalu.
Odpowiedź uzasadnij.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym reakcje chemiczne zachodziły w dwóch probówkach
oznaczonych I i II. W jednej z probówek miedź reagowała z kwasem azotowym(V), a w kolejnej magnez
reagował z kwasem solnym. Podczas reakcji w obu probówkach powstały produkty gazowe. Zostały
one opisane w poniższej tabeli.
Probówka I
Probówka II
Bezbarwny i bezwonny gaz
Brązowy gaz o ostrym, gryzącym zapachu
6.1. (0-1)
Zapisz symbol metalu użytego w doświadczeniu w probówce II.
6.2. (0-1)
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
W celu wyodrębnienia z mieszaniny poreakcyjnej jonowego produktu otrzymanego
w probówce I należy wykonać (dekantację / odparowanie pod wyciągiem / odwirowanie /
sączenie).
W poniższej tabeli podano wartości entalpii (w temperaturze 298 K) trzech przemian:
syntezy tlenku azotu(II)
syntezy tlenku azotu(IV)
syntezy amoniaku.
Przemiana
Równanie przemiany
Δ𝐻°, kJ
1.
N2 (g) + O2 (g) ⇄ 2NO (g)
+182,52
2.
2NO (g) + O2 (g) ⇄ 2NO2 (g)
–114,14
3.
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
–91,88
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Zwiększenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (𝑇 = const) w układzie będącym w stanie równowagi, w którym przebiega przemiana 1., będzie skutkowało wzrostem stężenia tlenku azotu(II).
P
F
2.
Obniżenie temperatury w warunkach izobarycznych (𝑝 = const) w układzie będącym w stanie równowagi, w którym przebiega przemiana 2., będzie skutkowało zwiększeniem wartości stałej równowagi reakcji syntezy tlenku azotu(IV).
W probówkach oznaczonych numerami I–IV umieszczono oddzielnie, w przypadkowej
kolejności, wodne roztwory soli różnych metali. Do probówek wprowadzono roztwór
wodorotlenku sodu, w wyniku czego w każdej z nich pojawiła się zawiesina innego
wodorotlenku:
Cr(OH)3
Ca(OH)2
Cu(OH)2
Al(OH)3
7.1. (0–1)
Zawiesiny otrzymane w probówkach I i II posłużyły do przeprowadzenia doświadczenia
zgodnie ze schematem.
Uzupełnij tabelę. Spośród wodorotlenków wymienionych w informacji wstępnej
wybierz te, których zawiesiny znajdowały się na początku doświadczenia
w probówkach I i II. Napisz wzory tych związków.
Wzór wodorotlenku w probówce I
Wzór wodorotlenku w probówce II
7.2. (0–2)
Probówkę III umieszczono na pewien czas w łaźni wodnej.
Wygląd zawartości tej probówki po ogrzaniu przedstawiono na
zdjęciu A.
Do zawiesiny wodorotlenku znajdującego się w probówce IV
dodano roztwór wodorotlenku sodu – wygląd zawartości tej
probówki przedstawiono na zdjęciu B.
Napisz równania reakcji:
w formie cząsteczkowej – termicznego rozkładu wodorotlenku znajdującego się w probówce III (reakcja 1.)
w formie jonowej skróconej – roztwarzania wodorotlenku znajdującego się w probówce IV (reakcja 2.).
W standardowych półogniwach A, B i C ustala się równowaga opisana poniższymi równaniami:
Półogniwo A
BrO–3 + 6H++ 6e– ⇄ Br– + 3H2O
Półogniwo B
SO2–4 + H2O + 2e– ⇄ SO2–3 + 2OH–
Półogniwo C
NO–3 + 4H+ + 3e– ⇄ NO + 2H2O
Z dwóch powyższych półogniw zbudowano ogniwo. Podczas pracy ogniwa zaszła w nim reakcja, w wyniku
której wydzielił się gaz.
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w opisanym powyżej ogniwie. Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) tego ogniwa w standardowych warunkach.
Azotowodór HN3 jest silnie toksyczną bezbarwną cieczą o słabych właściwościach
kwasowych. Stała dysocjacji tego kwasu jest równa 2,5 ∙ 10−5, a jego sole są nazywane
azydkami. Poniżej przedstawiono jedną ze struktur elektronowych azotowodoru.
Azotowodór powstaje w wyniku reakcji niektórych kwasów z azydkami, np. z azydkiem sodu
NaN3. Jest również produktem reakcji kwasu azotowego(III) z hydrazyną H2N–NH2.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.
8.1. (0–1)
Azotowodór powstaje w reakcji azydku sodu z kwasem solnym, natomiast taka reakcja nie
zachodzi z udziałem kwasu octowego (etanowego).
Wyjaśnij, dlaczego azotowodór powstaje w reakcji z kwasem solnym, a nie powstaje
w reakcji z kwasem octowym. Odwołaj się do konsekwencji różnicy w mocy obu
kwasów.
Wyjaśnienie:
8.2. (0–1)
Po wprowadzeniu hydrazyny do wodnego roztworu kwasu azotowego(III) zachodzi reakcja,
w której jako jedyne produkty powstają azotowodór i woda.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania azotowodoru opisaną
metodą.
8.3. (0–1)
Rozstrzygnij, czy pomiędzy cząsteczkami azotowodoru (HN3) mogą tworzyć się wiązania wodorowe. Uzasadnij swoją odpowiedź. W uzasadnieniu odwołaj się do przedstawionej struktury elektronowej azotowodoru.
W celu otrzymania kwasu bromowodorowego
przeprowadzono doświadczenie z użyciem
zestawu, który zilustrowano rysunkiem poniżej.
Do kolby stożkowej zawierającej 9,5 g
czystego stałego bromku potasu
wprowadzono kroplami pewną ilość
stężonego kwasu siarkowego(VI).
Zaszła reakcja opisana poniższym
równaniem.
KBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr
W wyniku całkowitego pochłonięcia wydzielonego bromowodoru otrzymano w cylindrze 80 cm3
kwasu bromowodorowego. Z tego roztworu pobrano próbkę 1,0 cm3, którą rozcieńczono wodą.
Do jej zobojętnienia zużyto 6,9 cm3 roztworu wodorotlenku potasu o pH = 13.
Oblicz, jaka część użytego w doświadczeniu KBr uległa reakcji z H2SO4. Wynik podaj
w procentach.
Cykloheksan jest cyklicznym węglowodorem o następującej strukturze chemicznej:
Jego temperatura topnienia jest równa 7 °C, a temperatura wrzenia (przy ciśnieniu 1000 hPa) wynosi 83 °C. Węglowodór ten reaguje podobnie do alkanów.
Na skalę przemysłową cykloheksan jest wytwarzany przez uwodornienie benzenu w obecności
katalizatora. W odpowiednich warunkach można go również otrzymać w reakcji
dibromopochodnej alkanu z sodem. Dwa atomy halogenu obecne w tej dibromopochodnej są
związane z pierwszorzędowymi atomami węgla.
Źródło: R. Morrison, R. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2008.
8.1. (0-2)
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Orbitalom walencyjnym wszystkich atomów węgla w cząsteczce cykloheksanu przypisuje się
hybrydyzację (sp / sp2 / sp3). Orientacja przestrzenna tych orbitali powoduje, że cząsteczka
tego związku (jest / nie jest) płaska. Liczba wiązań σ w cząsteczce tego węglowodoru jest
równa (6 / 12 / 18). W temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1000 hPa cykloheksan jest
(ciałem stałym / cieczą / gazem).
8.2. (0-1)
Zapisz nazwę systematyczną opisanej we wstępie dibromopochodnej, wykorzystywanej do otrzymywania cykloheksanu w reakcji z
sodem.
8.3. (0-2)
Napisz równanie reakcji monochlorowania cykloheksanu pod wpływem światła. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) i mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) tej
reakcji.
