Zadania maturalne z chemii

281

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Pierwszym skutecznym lekiem przeciw malarii była chinina, organiczny związek chemiczny o masie cząsteczkowej 324 u , który składa się z 74,07% masowych węgla, 7,41% masowych wodoru, 8,64% masowych azotu i 9,88% masowych tlenu. W temperaturze pokojowej chinina jest trudno rozpuszczalną w wodzie, białą, krystaliczną substancją o intensywnie gorzkim smaku. Związek ten rozpuszczalny jest m.in. w olejach, benzynie, etanolu i glicerynie. Ze względu na swój gorzki smak chinina znalazła zastosowanie w przemyśle spożywczym jako aromat. Dodawana jest do produktów spożywczych w postaci chlorowodorku chininy, soli dobrze rozpuszczalnej w wodzie. W Polsce za maksymalną dopuszczalną zawartość chlorowodorku chininy w napojach bezalkoholowych typu tonik (których podstawą jest woda) przyjęto 7,50 mg na każde 100 cm³ napoju, co w przeliczeniu na czystą chininę oznacza, że 100 cm³ tego napoju dostarcza konsumentowi 6,74 mg chininy.

Na podstawie: A. Czajkowska, B. Bartodziejska, M. Gajewska, Ocena zawartości chlorowodorku chininy w napojach bezalkoholowych typu tonik, „Bromatologia i chemia toksykologiczna”, XLV, 2012, 3, s. 433–438.

W pewnym napoju typu tonik wykryto maksymalną dopuszczalną zawartość chlorowodorku chininy.

Podkreśl poprawne dokończenie zdania
(patrz → informacja do zadania powyżej).

Masa cząsteczkowa chlorowodorku chininy jest większa od masy cząsteczkowej chininy o

35,5 u.
71 u.
36,5 u.
73 u.

282

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 4. (1 pkt)

Układ okresowy pierwiastków Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W tabeli opisane są wybrane nuklidy oznaczone numerami I–X. Dla każdego z nich podano liczbę atomową, liczbę masową, masę atomową oraz procentową zawartość w naturalnym pierwiastku (w % liczby atomów).


I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X
²⁴₁₂E	²⁵₁₂E	²⁶₁₂E	²⁸₁₄E	²⁹₁₄E	³⁰₁₄E	²⁰⁴₈₂E	²⁰⁶₈₂E	²⁰⁷₈₂E	²⁰⁸₈₂E
23,99 u	24,99 u	25,98 u	27,98 u	28,98 u	29,97 u	203,97 u	205,97 u	206,98 u	207,98 u
78,99%	10,00%	11,01%	92,22%	4,69%	3,09%	1,41%	24,11%	22,11%	52,41%

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

Na podstawie danych z tabeli i układu okresowego pierwiastków oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, lub F – jeśli jest fałszywa.


1.	Nuklidy oznaczone numerami I–III mają takie same właściwości chemiczne.	P	F
2.	W jądrach nuklidów oznaczonych numerami IV–VI liczba protonów jest równa liczbie neutronów.	P	F
3.	W przypadku nuklidów oznaczonych numerami VII–X ten jest najbardziej rozpowszechniony w przyrodzie, którego masa atomowa jest najbardziej zbliżonado średniej masy atomowej pierwiastka.	P	F

283

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 4. (1 pkt)

Pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeśli jest fałszywe
(patrz → informacja do zadania powyżej.).

	Zdanie	P/F
1.	W temperaturze pokojowej chinina jest białą krystaliczną substancją o gorzkim smaku, rozpuszczalną w etanolu.
2.	W celu uzyskania gorzkiego smaku napojów, których podstawą jest woda, dodawany jest do nich chlorowodorek chininy, ponieważ sól ta, w przeciwieństwie do chininy, jest dobrze rozpuszczalna w wodzie.
3.	W 250 cm³ napoju typu tonik maksymalnie może być zawarte 18,75 mg chininy.

284

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 6. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Na trwałość jądra atomowego ma wpływ stosunek liczby neutronów do liczby protonów. Kiedy jądro ma nadmiar protonów, w jego wnętrzu może zajść przemiana β⁺, w której z protonu powstają neutron, pozyton i neutrino.

¹₁p ⟶ ¹₀n + ⁰₊₁e⁺ + ⁰₀ν

Pozyton, e⁺ , jest cząstką różniącą się od elektronu tylko znakiem ładunku elektrycznego. Bezwzględna wartość ładunku oraz masa obydwu cząstek są jednakowe. Neutrino, ν, jest nienaładowaną elektrycznie cząstką o masie spoczynkowej bliskiej zeru.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.

Jądro o liczbie atomowej Z₁ i liczbie masowej A₁ uległo przemianie β⁺, w której wyniku powstało jądro o liczbie atomowej Z₂ i liczbie masowej A₂.

Spośród podanych zależności wybierz i podkreśl te, które są prawdziwe dla Z₁ i Z₂ oraz dla A₁ i A₂.

Z₂ = Z₁ – 1
A₂ = A₁ – 1

Z₂ = Z₁
A₂ = A₁

Z₂ = Z₁ + 1
A₂ = A₁ + 1

285

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 6. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Na trwałość jądra atomowego ma wpływ stosunek liczby neutronów do liczby protonów. Kiedy jądro ma nadmiar neutronów, w jego wnętrzu może zajść przemiana β^–, w której z neutronu powstają proton, elektron i antyneutrino.

¹₀n ⟶ ¹₁p + ⁰_–1e⁻ + ⁰₀ῡ

Antyneutrino, ῡ, jest nienaładowaną elektrycznie cząstką o masie spoczynkowej bliskiej zeru.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.

Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.

W wyniku przemiany β^– powstaje jądro, którego liczba atomowa Z jest (równa liczbie atomowej / mniejsza o 1 od liczby atomowej / większa o 1 od liczby atomowej) jądra ulegającego tej przemianie i którego liczba masowa A jest (równa liczbie masowej / mniejsza o 1 od liczby masowej / większa o 1 od liczby masowej) jądra ulegającego tej przemianie.

286

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (1 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Właściwości fizyczne cieczy i gazów Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniżej przedstawiono model struktury wody w stanie stałym.

Uzupełnij zdania opisujące budowę i właściwości lodu. Podkreśl właściwe określenie spośród wymienionych w każdym nawiasie.

W wodzie w stanie stałym, czyli w lodzie, każda cząsteczka wody związana jest wiązaniami (kowalencyjnymi / kowalencyjnymi spolaryzowanymi / wodorowymi / jonowymi) z czterema innymi cząsteczkami wody leżącymi w narożach czworościanu foremnego. Tworzy się w ten sposób luźna sieć cząsteczkowa o strukturze (diagonalnej / trygonalnej / tetraedrycznej), która pęka, gdy lód się topi, choć pozostają po niej skupiska zawierające 30 i więcej cząsteczek. W ciekłej wodzie cząsteczki zajmują przestrzeń mniejszą niż w sieci krystalicznej, a zatem woda o temperaturze zamarzania ma gęstość (większą / mniejszą) niż lód. Dlatego lód (tonie w / pływa po) wodzie.

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

287

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (3 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Sole Narysuj/zapisz wzór Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Wzory soli można w sposób uproszczony przedstawić w postaci tlenkowej, na przykład wzór CaCO₃ można przedstawić jako CaO · CO₂.
Superfosfat podwójny jest nawozem, którego głównym składnikiem jest diwodorofosforan(V) wapnia o wzorze Ca(H₂PO₄)₂, stosowanym do wzbogacania gleby w fosfor.

Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007, s. 460.

a)	Zapisz wzór diwodorofosforanu wapnia w postaci wzoru tlenkowego.

b)	Oblicz w procentach masowych zawartość P₂O₅ w tym związku chemicznym.

c)	Dokończ zdanie, zaznaczając wniosek A lub B i jego uzasadnienie 1. lub 2.

Jako nawozu fosforowego używa się diwodorofosforanu(V) wapnia, a nie fosforanu(V) wapnia, ponieważ diwodorofosforan(V) wapnia

A.	jest	rozpuszczalny w wodzie i zawiera	1.	mniejszy procent masowy P₂O₅.
B.	nie jest	rozpuszczalny w wodzie i zawiera	2.	większy procent masowy P₂O₅.

288

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9. (1 pkt)

Niemetale Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Chlor wypiera mniej reaktywne od niego fluorowce z roztworów ich soli. Reaguje bezpośrednio z wieloma pierwiastkami, np. glin gwałtownie reaguje z chlorem, a reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem

2Al + 3Cl₂ →2AlCl₃

Chlor wchodzi w reakcję z wodorotlenkiem sodu. Produktami tej przemiany są m.in. sól kwasu tlenowego, w której chlor występuje na I stopniu utlenienia, oraz sól kwasu beztlenowego.
Chlor można otrzymać w wyniku elektrolizy chlorków (np. litowców) i kwasu solnego. Powstaje on także w wyniku katalitycznego utleniania chlorowodoru tlenem. W laboratorium chlor uzyskuje się m.in. w reakcji stężonego kwasu solnego z tlenkiem manganu(IV), zilustrowanej równaniem:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, lub F – jeśli jest fałszywa.


1.	Chlor to żółtozielony gaz o charakterystycznym duszącym zapachu i o gęstości większej od gęstości powietrza.	P	F
2.	Produktem reakcji żelaza z chlorem jest sól, w której żelazo występuje na II stopniu utlenienia.	P	F
3.	Chlor otrzymany w reakcji 0,6 mola tlenku manganu(IV) ze stężonym kwasem solnym reaguje z 0,4 mola glinu.	P	F

289

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 9. (1 pkt)

Sole Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Wykonano eksperyment, którego przebieg zilustrowano na rysunku.

Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.

Sól, której roztwór otrzymano w kolbie po całkowitym roztworzeniu cynku w kwasie, jest związkiem (jonowym / niejonowym). Aby go wyodrębnić z mieszaniny poreakcyjnej, należy (z roztworu odparować wodę / roztwór przesączyć). W temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym związek ten jest (ciałem stałym / cieczą).

290

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Tlenek siarki(IV) na skalę techniczną można otrzymać w wyniku redukcji siarczanu(VI) wapnia (anhydrytu) węglem w temperaturze 900°C. Proces ten opisano poniższym równaniem.

2CaSO₄ + C ^T 2CaO + CO₂ + 2SO₂ ∆H = 1090 kJ

Na podstawie: H. Koneczny, Podstawy technologii chemicznej, Warszawa 1973.

Uzupełnij poniższe zdania. Podkreśl właściwe określenie spośród wymienionych w każdym nawiasie.

Podniesienie temperatury, w której prowadzony jest proces otrzymywania tlenku siarki(IV), będzie przyczyną (zmniejszenia / zwiększenia) wydajności reakcji, gdyż jest to proces (egzoenergetyczny / endoenergetyczny). Stopień rozdrobnienia anhydrytu i węgla (ma wpływ / nie ma wpływu) na szybkość tej reakcji.