Zadania maturalne z chemii

231

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 17. (2 pkt)

Dysocjacja Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Określ łączną liczbę moli jonów powstających w wyniku całkowitej dysocjacji jonowej 0,1 mola każdego elektrolitu, którego wzór wymieniono poniżej.

NaNO₃	K₂CO₃	CaCl₂	AlBr₃

232

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 17. (2 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Metale Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj/wymień

Miedź tworzy kationy Cu⁺ oraz Cu²⁺.

a)	Określ, ile elektronów i z jakiej podpowłoki albo podpowłok oddaje atom miedzi, tworząc kation Cu²⁺. Dokończ poniższe zdanie, wpisując liczbę elektronów i symbol odpowiedniej podpowłoki lub podpowłok.

Tworzenie kationu Cu²⁺ oznacza oddanie przez atom miedzi

b)	Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując schemat klatkowy konfiguracji elektronów walencyjnych jonu Cu²⁺ w stanie podstawowym oraz wartości głównej liczby kwantowej n i pobocznej liczby kwantowej l dla niesparowanego elektronu w tym jonie.

Schemat klatkowy elektronów walencyjnych	Główna liczba kwantowa n	Poboczna liczba kwantowa l

233

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 18. (1 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Układ okresowy pierwiastków Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Liczba atomowa pewnego pierwiastka wynosi 26. W poniższej tabeli przedstawiono masy atomowe i zawartość procentową trwałych izotopów tego pierwiastka występujących w przyrodzie.

Masa atomowa izotopu, u	Zawartość procentowa izotopu, % atomów
53,94	5,85
55,93	91,75
56,94	2,12
57,93	0,28

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004, s. 202

Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbol opisanego pierwiastka, symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego), do którego należy ten pierwiastek oraz stosując zapis pełny (podpowłokowy), konfigurację elektronową atomu (w stanie podstawowym) tego pierwiastka.

Symbol pierwiastka	Symbol bloku konfiguracyjnego	Konfiguracja elektronowa

234

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 19. (3 pkt)

Stopnie utlenienia Bilans elektronowy Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Związek o wzorze H₃AsO₃ w środowisku o odczynie kwasowym reaguje z cynkiem zgodnie z następującym schematem:

Zn + H₃AsO₃ + H⁺ ⟶ Zn²⁺ + As + H₂O

19.1. (0-1)

Uzupełnij schemat − wpisz stopnie utlenienia cynku i arsenu.

19.2. (0-1)

W odpowiednie pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).

19.3. (0-1)

Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.

Zn + H₃AsO₃ + H⁺ ⟶ Zn²⁺ + As + H₂O

235

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 21. (2 pkt)

Struktura atomu - ogólne Elektrony w atomach, orbitale Podaj/wymień Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Pierwiastek X leży w siódmej grupie i czwartym okresie układu okresowego. Pierwiastek ten tworzy jon prosty X²⁺. Wszystkie atomy pierwiastka X występujące w przyrodzie mają liczbę masową równą 55.

a)	Napisz skróconą konfigurację elektronową jonu X²⁺ w stanie podstawowym.

b)	Określ i wpisz do tabeli liczbę protonów i neutronów znajdujących się w jądrze atomu pierwiastka X oraz liczbę elektronów tworzących rdzeń atomu tego pierwiastka.

Pierwiastek X	Liczba cząstek elementarnych znajdujących się w jądrze atomu X	Liczba elektronów znajdujących się w rdzeniu atomu X
Pierwiastek X

236

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 25. (2 pkt)

Węglowodory - ogólne Narysuj/zapisz wzór Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Tworzywa polimerowe wymienione w poniższej tabeli można przedstawić w następujący sposób (fragment –Z oznacza łańcuch boczny, atom wodoru lub atom chlorowca):

Uzupełnij tabelę − wpisz brakujące wzory fragmentów –Z lub wzory ogólne polimerów.

Nazwa	Fragment –Z	Wzór ogólny
polipropylen
polistyren
polietylen
poli(chlorek winylu)

237

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 32. (2 pkt)

Hydroksylowe pochodne węglowodorów - ogólne Kwasy karboksylowe Narysuj/zapisz wzór Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Furfural jest pochodną furanu. W cząsteczce furfuralu występuje grupa funkcyjna, która łatwo redukuje się w obecności wodoru, co prowadzi do powstania alkoholu furfurylowego. Na gorąco, pod wpływem wodorotlenku miedzi(II), grupa ta się utlenia, w wyniku czego powstaje kwas pirośluzowy.

Wzór furfuralu

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

32.1. (0–1)

Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony alkoholu furfurylowego, otrzymanego na drodze redukcji furfuralu.

32.2. (0–1)

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie opisanej reakcji otrzymywania kwasu pirośluzowego. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.

238

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 33. (2 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Na poniższych rysunkach przedstawiono schemat oddziaływania orbitali zhybrydyzowanych atomów węgla i orbitali 1s atomów wodoru, w którego wyniku powstają wiązania chemiczne w cząsteczkach pewnych węglowodorów.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2011, s. 157.

a)	Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli jest fałszywe.

	Zadanie	P/F
1.	Rysunek I przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych w cząsteczce, w której każdy atom węgla ma hybrydyzację sp³.
2.	Rysunek II przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych w cząsteczce, w której każdy atom węgla ma hybrydyzację sp.
3.	Odległość między jądrami atomu węgla w cząsteczce, której kształt przedstawiono na rysunku I, jest mniejsza niż odległość między jądrami atomu węgla w cząsteczce, której kształt przedstawiono na rysunku II.

b)	Wypełnij tabelę, wpisując liczbę wiązań σ i liczbę wiązań π w cząsteczkach, których kształt przedstawiono na rysunkach I i II.

Numer rysunku	Liczba wiązań σ	Liczba wiązań π
I
II

239

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 35. (1 pkt)

Cukry proste Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Wzory monosacharydów można przedstawiać, posługując się projekcją Fischera (wzory liniowe) lub projekcją Hawortha (wzory taflowe). Poniżej przedstawiono wzór D-glukozy w projekcji Fischera oraz wzór α-D-glukopiranozy w projekcji Hawortha.

Przeanalizuj wzór D-mannozy w projekcji Fischera i uzupełnij schemat, tak aby przedstawiał on wzór α-D-mannopiranozy w projekcji Hawortha.

240

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 66. (3 pkt)

Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

Kolorymetria jest metodą stosowaną w analizie chemicznej. Dzięki niej można określić stężenie barwnego roztworu badanej substancji. Metoda ta wykorzystuje zjawisko pochłaniania przez barwny roztwór promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Im większe jest stężenie badanej substancji w roztworze, w tym większym stopniu roztwór ten pochłania promieniowanie, a więc osłabia natężenie promieniowania przepuszczanego przez roztwór. Osłabienie to można zmierzyć, a jego miarą jest wielkość zwana absorbancją. Jeżeli serię pomiarów absorbancji roztworów badanej substancji w danym rozpuszczalniku przeprowadza się w tych samych warunkach, umieszczając próbki roztworów w identycznych naczynkach, wartości absorbancji zależą tylko od stężenia tych roztworów.

Jednym z zastosowań metody kolorymetrycznej jest oznaczanie stężenia jonów żelaza(III), które z jonami tiocyjanianowymi SCN^– tworzą jony kompleksowe [Fe(SCN)]²⁺. Jony te obecne w roztworze wodnym nadają mu intensywne krwistoczerwone zabarwienie, umożliwiające wykrycie nawet śladowych ilości żelaza.

W celu wyznaczenia zawartości żelaza w postaci jonów żelaza(III) w badanym roztworze przeprowadzono opisane poniżej doświadczenie.

Wykonano pomiar absorbancji A trzech wodnych roztworów o znanym stężeniu jonów [Fe(SCN)]²⁺, umieszczając je w identycznych naczynkach. Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli.


Stężenie jonów [Fe(SCN)]²⁺, mol · dm^–3	Absorbancja A
0,25·10^–4	0,24
0,65·10^–4	0,62
1,05·10^–4	1,01

Próbkę 10,00 cm³ badanego roztworu umieszczono w kolbie miarowej o pojemności 50,00 cm³ i do kolby dodano w nadmiarze bezbarwny wodny roztwór tiocyjanianu potasu KSCN tak, aby powstał kompleks [Fe(SCN)]²⁺. Zawartość kolby dopełniono do kreski wodą destylowaną i dokładnie wymieszano. Następnie pobrano z niej próbkę i zmierzono jej absorbancję w takich samych warunkach, w jakich wykonano wcześniejszy pomiar absorbancji roztworów o znanym stężeniu. Zmierzona absorbancja A próbki badanego roztworu wyniosła 0,44.

Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 2, Warszawa 2007, s. 301–302;
A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010, s. 963.

a)	Narysuj wykres zależności absorbancji A roztworów o znanym stężeniu i oszacuj wartość stężenia jonów [Fe(SCN)]²⁺ w badanym roztworze.

b)	Oblicz, ile mikrogramów (μg) żelaza w postaci jonów żelaza(III) zawierała początkowa próbka badanego roztworu o objętości 10 cm³.