Zadania maturalne z chemii

291

Informator CKE matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp), Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 15. (1 pkt)

Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji

Reakcje dysproporcjonowania są szczególnym rodzajem reakcji redoks, w których część atomów danego pierwiastka w związku ulega redukcji, a część utlenieniu. Przykładem takiej reakcją jest reakcja Cannizzaro, w której cząsteczki aldehydu są utleniane do soli kwasu karboksylowego i redukowane do alkoholu w środowisku silnie zasadowym, jak przedstawiono na poniższym równaniu reakcji:

2R–CHO + OH^– → R–CH₂–OH + R–COO^–

Reakcja ta zachodzi tylko w przypadku aldehydów pozbawionych atomu wodoru przy węglu związanym z grupą aldehydową.

Źródło: R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2010.

W obecności jonów OH⁻ formaldehyd ulega reakcji Cannizzaro.

Napisz w formie jonowej skróconej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji utleniania i redukcji formaldehydu w reakcji Cannizzaro.

Równanie reakcji utleniania:

Równanie reakcji redukcji:

292

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (1 pkt)

Reakcje i właściwości kwasów i zasad Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Zmieszano wodny roztwór kwasu azotowego(V) z wodnym roztworem wodorotlenku potasu w stosunku objętościowym v_HNO₃ : v_KOH = 2 : 1. Otrzymano klarowny roztwór o pH = 7.

Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.


1.	Stężenie molowe roztworu kwasu azotowego(V) było dwa razy mniejsze niż stężenie molowe roztworu wodorotlenku potasu.	P	F
2.	Po odparowaniu wody z otrzymanego roztworu pozostanie ciało stałe, w którym stosunek liczby jonów NO^–₃ i K⁺ 𝑛_NO⁻₃ : 𝑛_K⁺ = 2 : 1.	P	F

293

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (1 pkt)

Kwasy Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Stężony kwas siarkowy(VI) jest higroskopijny i często stosuje się go do osuszania różnych substancji.

Rozstrzygnij, czy można usunąć parę wodną z gazowego amoniaku, jeżeli przepuści się go przez stężony H₂SO₄. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:

294

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 16. (1 pkt)

Związki kompleksowe Narysuj/zapisz wzór

Jony miedzi(II) tworzą wiele różnych związków kompleksowych. W roztworze wodnym nie występują w postaci prostych kationów Cu²⁺, lecz jako jony uwodnione, czyli akwakompleksy. W akwakompleksie jon miedzi(II) przyjmuje liczbę koordynacyjną równą 6. Ten kompleks jest mniej trwały niż kompleks miedzi(II) z amoniakiem, dlatego w obecności amoniaku o odpowiednim stężeniu w roztworze związku miedzi(II) tworzy się aminakompleks, w którym liczba koordynacyjna jonu Cu²⁺ także jest równa 6, ale cztery cząsteczki wody są zastąpione czterema cząsteczkami amoniaku. Nosi on nazwę jonu diakwatetraaminamiedzi(II). Obecność tych jonów nadaje roztworowi ciemnoniebieską barwę. Roztwory, w których obecne są opisane jony kompleksowe, przedstawiono na poniższych fotografiach.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, Warszawa 2010.

Napisz wzory opisanych jonów kompleksowych: akwakompleksu miedzi(II) oraz jonu diakwatetraaminamiedzi(II).

Wzór akwakompleksu miedzi(II):

Wzór jonu diakwatetraaminamiedzi(II):

295

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 16. (2 pkt)

Szybkość reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Badano kinetykę reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V) w środowisku kwasowym, która przebiega zgodnie z równaniem:

5Br^– + BrO^–₃ + 6H⁺ → 3Br₂ + 3H₂O

Na podstawie pomiarów kinetycznych ustalono następującą zależność między szybkością tej reakcji a stężeniami reagentów:

𝑣 = 𝑘 ⸱ [Br^–] ⸱ [BrO^–₃] ⸱ [H⁺]²

16.1. (0–1)

Stała szybkości reakcji w zależności od postaci równania kinetycznego może mieć różny wymiar. Niżej przedstawiono przykładowe wyrażenia oznaczone literami A–D.

dm⁶mol²∙s
dm⁹mol³∙s
dm³∙smol
1s

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Stała szybkości reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V) ma jednostkę oznaczoną literą (A / B / C / D). Jedno z podanych wyrażeń nie może być jednostką stałej szybkości reakcji. To wyrażenie oznaczono literą (A / B / C / D).

16.2. (0–1)

Oblicz, jak zmieni się szybkość opisanej reakcji, jeżeli początkowe pH roztworu będzie wyższe o 𝟎,𝟑.

Szybkość reakcji

296

Informator CKE matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp), Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 16. (3 pkt)

Stopnie utlenienia Aminy Izomeria optyczna Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Poniżej podano wzory dwóch związków organicznych: noradrenaliny (norepinefryny) i dopaminy.

16.1. (0–1)

Uzupełnij poniższą tabelę. Określ formalne stany utlenienia atomu węgla oznaczonego literą a we wzorze noradrenaliny oraz atomu węgla oznaczonego literą b we wzorze dopaminy.


atom węgla	a	b
stopień utlenienia

16.2. (0–1)

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Noradrenalina i dopamina należą do amin (alifatycznych / aromatycznych). Zarówno noradrenalinę, jak i dopaminę zaliczamy do amin (pierwszorzędowych / drugorzędowych). W reakcji amin z kwasem solnym powstają sole o budowie jonowej. W tej reakcji cząsteczki amin pełnią funkcję (kwasu / zasady) Brønsteda.

16.3. (0–1)

Rozstrzygnij, która z cząsteczek − noradrenaliny czy dopaminy − jest związkiem chiralnym. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

297

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 17. (2 pkt)

Sole Dysocjacja Napisz równanie reakcji Narysuj/zapisz wzór

Przygotowano wodne roztwory trzech różnych soli – CH₃COONa, NaNO₂, NaF – o takim samym stężeniu molowym. Odczyn wszystkich przygotowanych roztworów był zasadowy, ale pH każdego roztworu było inne.

17.1. (0–1)

Wpisz do poniższego schematu wzory odpowiednich drobin, tak aby powstało równanie potwierdzające zasadowy odczyn roztworu azotanu(III) sodu – zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda.

17.2. (0–1)

Napisz wzór lub nazwę tej soli, której wodny roztwór miał najwyższe pH.

298

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 17. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

Wodorotlenek wapnia jest mocną zasadą, która dysocjuje w roztworach wodnych zgodnie z równaniem:

Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH^–

Nasycony w temperaturze 25°C wodny roztwór wodorotlenku wapnia ma pH równe 12,6.

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

Oblicz, ile miligramów wodorotlenku wapnia znajduje się w 100 gramach nasyconego w temperaturze 25°C wodnego roztworu tego wodorotlenku. Przyjmij, że w opisanych warunkach gęstość roztworu jest równa 1,00 g∙cm⁻³ oraz że masa molowa wodorotlenku wapnia jest równa 𝑴 = 74 g∙mol^–1. Wynik zaokrąglij do jedności.

299

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17. (1 pkt)

Stężenia roztworów Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Kolorymetria jest metodą analizy chemicznej stosowaną do oznaczania małych stężeń substancji, których roztwory są barwne, na podstawie porównania intensywności barwy roztworu badanego i roztworu wzorcowego o znanym stężeniu. Intensywność zabarwienia roztworu zależy od absorpcji promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Miarą absorpcji jest wielkość zwana absorbancją – oznaczana literą A. Absorbancja, jaką wykazuje dany roztwór, jest wprost proporcjonalna do stężenia barwnego składnika tego roztworu.

Metodę kolorymetryczną można zastosować do oznaczania miedzi(II) w postaci jonów diakwatetraaminamiedzi(II), ponieważ roztwory, w których te jony występują, są barwne.

Z badanego wodnego roztworu zawierającego jony diakwatetraaminamiedzi(II) pobrano próbki do pomiaru absorbancji (światło o długości fali λ = 600 nm) i uzyskano średni wynik A = 0,36. Następnie sporządzono krzywą wzorcową – wykonano pomiary absorbancji A dla czystej wody i dla dwóch próbek roztworów o znanym stężeniu miedzi(II) w postaci jonów diakwatetraaminamiedzi(II). Za każdym razem warunki pomiaru były takie same jak te, w jakich wykonano pomiary dla roztworu badanego. Otrzymane wyniki zestawiono w tabeli.


c_miedzi(II), mol∙dm^–3	0,00	1,50 · 10^–3	10,00 · 10^–3
𝐴	0,00	0,12	0,80

Na podstawie: W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Warszawa 2008.

Narysuj wykres krzywej wzorcowej, a następnie odczytaj z niego stężenie miedzi(II) w badanym roztworze.

Stężenie miedzi(II) w badanym roztworze: mol ∙ dm^–3.

300

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17. (1 pkt)

Właściwości roztworów i mieszanin Podaj/wymień

Na zdjęciu obok pokazano dwuetapowe doświadczenie, podczas którego do probówki wprowadzono kilka cm³ chloroformu (CHCl₃) oraz wodę bromową (etap 1.), a następnie ciecze wymieszano i pozostawiono na pewien czas (etap 2.).

Przedstaw wniosek z pokazanego doświadczenia dotyczący porównania gęstości wody bromowej i chloroformu. Nazwij proces, który spowodował zmianę wyglądu zawartości probówki po wymieszaniu i ponownym rozdzieleniu się cieczy.

Gęstość chloroformu jest niż gęstość wody bromowej.
Nazwa procesu: