Przeprowadzono dwa doświadczenia A i B, których celem było porównanie charakteru
chemicznego tlenków chromu na II i III stopniu utlenienia: CrO i Cr2O3. W probówce
oznaczonej numerem I w doświadczeniu A i doświadczeniu B znajdował się ten sam tlenek
chromu, podobnie w probówce oznaczonej numerem II w obu doświadczeniach umieszczono
drugi (taki sam w doświadczeniu A i B) tlenek chromu. W doświadczeniu A stwierdzono
objawy reakcji tylko w probówce II, w doświadczeniu B – w obu probówkach
zaobserwowano objawy reakcji.
a)
Uzupełnij rysunek, wpisując odpowiednie wzory tlenków chromu znajdujących się w probówce I i w probówce II w obu doświadczeniach.
b)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl właściwe określenie lub określenia w każdym nawiasie tak, aby zdania były prawdziwe.
Tlenek chromu(II) wykazuje właściwości (kwasowe/zasadowe/amfoteryczne), reaguje z (kwasami/zasadami).
Tlenek chromu (III) wykazuje właściwości (kwasowe/zasadowe/amfoteryczne), reaguje z (kwasami/zasadami).
c)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w probówkach oznaczonych numerem II w doświadczeniu A oraz doświadczeniu B, wiedząc, że produktem jednej z nich jest związek kompleksowy o liczbie koordynacyjnej równej 4.
Na 10 g stopu Monela zawierającego 67% niklu, 32% miedzi i 1% manganu (w procentach
masowych) podziałano kwasem solnym o stężeniu 0,5 mol · dm−3.
Podczas tego procesu przebiegały reakcje opisane równaniami:
Ni + 2HCl → NiCl2 + H2
Mn + 2HCl → MnCl2 + H2
Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007, s. 570.
a)
Oblicz objętość kwasu solnego potrzebną do całkowitego roztworzenia niklu i manganu w 10 g stopu Monela, jeżeli reakcja przebiega z wydajnością równą 100%.
b)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie tak, aby zdania były prawdziwe.
Miedź w szeregu elektrochemicznym metali znajduje się (przed/za) wodorem i (wypiera wodór/nie wypiera wodoru) z rozcieńczonego kwas siarkowego(VI).
Miedź nie reaguje z kwasem solnym, ponieważ kwas ten (należy/nie należy) do kwasów utleniających.
Żółty roztwór chromianu(VI) potasu po zakwaszeniu zmienia barwę na pomarańczową
wskutek tworzenia się jonów dichromianowych(VI) Cr2O2−7. Po wprowadzeniu jonów H3O+
powstają w pierwszej chwili jony HCrO−4, ulegające następnie kondensacji z utworzeniem
jonów dichromianowych(VI).
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 893.
Przeprowadzono dwa doświadczenia.
Doświadczenie 1.
Do probówki z wodnym roztworem chromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) aż do zmiany zabarwienia roztworu na pomarańczową (etap I, w wyniku
którego otrzymano substancję X). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu, aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenie 2.
Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu aż do zmiany zabarwienia roztworu na żółtą (etap I, w wyniku którego
otrzymano substancję Z). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI), aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).
Doświadczenia zilustrowano schematami.
Zaznacz odpowiedź, w której podano poprawne wzory substancji X i Z.
W tabeli zestawiono właściwości fizyczne borowców.
Nazwa pierwiastka
Ogólna konfiguracja elektronów walencyjnych w stanie podstawowym
Rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej, %
Gęstość, g · cm–3
Temperatura topnienia, K
bor
ns2np1
1,0 ⋅ 10−4
2,34
2570,00
glin
8,23
2,70
933,47
gal
1,9 ⋅ 10−4
5,91
302,91
ind
4,5 ⋅ 10−5
7,31
429,75
tal
8,5 ⋅ 10−5
11,85
577,00
Większość pierwiastków 13. grupy układu okresowego stanowi mieszaninę 2 trwałych
izotopów, np. tal występuje w przyrodzie w postaci 2 izotopów o masach równych 202,97 u
i 204,97 u. Bor jest pierwiastkiem niemetalicznym, podczas gdy pozostałe pierwiastki tej
grupy są metalami. Glin i tal mają typowe sieci metaliczne o najgęstszym ułożeniu atomów,
gal i ind tworzą sieci rzadko spotykane u metali. Te różnice w strukturze powodują różnice
w twardości i temperaturach topnienia. Glin jest kowalny i ciągliwy; gal jest twardy i kruchy,
natomiast ind należy do najbardziej miękkich pierwiastków – daje się kroić nożem, podobnie
jak tal. Elementarny bor wykazuje bardzo wysoką temperaturę topnienia, co jest
spowodowane występowaniem w jego sieci przestrzennej silnych wiązań kowalencyjnych.
Bor można otrzymać w reakcji redukcji tlenku boru metalicznym magnezem użytym
w nadmiarze. Otrzymany tą metodą preparat zawiera 98% boru, natomiast 2% stanowią
zanieczyszczenia takie, jak tlenek magnezu i nadmiar użytego do reakcji magnezu. Czysty
krystaliczny bor można otrzymać między innymi przez rozkład termiczny jodku boru.
Krystaliczny bor ma barwę czarnoszarą, wykazuje dużą twardość i jest złym przewodnikiem
elektryczności; charakteryzuje się małą aktywnością chemiczną – nie działa na niego wrzący
kwas solny ani kwas fluorowodorowy.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 760–793;
J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 202.
Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz fragment konfiguracji elektronowej atomu talu w stanie podstawowym, który odnosi się do elektronów
walencyjnych, a także wybierz i podkreśl symbol typu podpowłoki oraz wartość głównej i pobocznej liczby kwantowej spośród podanych w nawiasach.
Fragment konfiguracji elektronowej atomu talu w stanie podstawowym, który odnosi się do
elektronów walencyjnych można zapisać w postaci .
Jedyny niesparowany elektron atomu talu w stanie podstawowym należy do podpowłoki typu
(s/p/d). Główna liczba kwantowa n opisująca stan tego elektronu wynosi (4/5/6), a poboczna
liczba kwantowa l jest równa (0/1/2/3).
W tabeli zestawiono właściwości fizyczne borowców.
Nazwa pierwiastka
Ogólna konfiguracja elektronów walencyjnych w stanie podstawowym
Rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej, %
Gęstość, g · cm–3
Temperatura topnienia, K
bor
ns2np1
1,0 ⋅ 10−4
2,34
2570,00
glin
8,23
2,70
933,47
gal
1,9 ⋅ 10−4
5,91
302,91
ind
4,5 ⋅ 10−5
7,31
429,75
tal
8,5 ⋅ 10−5
11,85
577,00
Większość pierwiastków 13. grupy układu okresowego stanowi mieszaninę 2 trwałych
izotopów, np. tal występuje w przyrodzie w postaci 2 izotopów o masach równych 202,97 u
i 204,97 u. Bor jest pierwiastkiem niemetalicznym, podczas gdy pozostałe pierwiastki tej
grupy są metalami. Glin i tal mają typowe sieci metaliczne o najgęstszym ułożeniu atomów,
gal i ind tworzą sieci rzadko spotykane u metali. Te różnice w strukturze powodują różnice
w twardości i temperaturach topnienia. Glin jest kowalny i ciągliwy; gal jest twardy i kruchy,
natomiast ind należy do najbardziej miękkich pierwiastków – daje się kroić nożem, podobnie
jak tal. Elementarny bor wykazuje bardzo wysoką temperaturę topnienia, co jest
spowodowane występowaniem w jego sieci przestrzennej silnych wiązań kowalencyjnych.
Bor można otrzymać w reakcji redukcji tlenku boru metalicznym magnezem użytym
w nadmiarze. Otrzymany tą metodą preparat zawiera 98% boru, natomiast 2% stanowią
zanieczyszczenia takie, jak tlenek magnezu i nadmiar użytego do reakcji magnezu. Czysty
krystaliczny bor można otrzymać między innymi przez rozkład termiczny jodku boru.
Krystaliczny bor ma barwę czarnoszarą, wykazuje dużą twardość i jest złym przewodnikiem
elektryczności; charakteryzuje się małą aktywnością chemiczną – nie działa na niego wrzący
kwas solny ani kwas fluorowodorowy.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 760–793;
J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 202.
Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeśli jest fałszywe.
Zadanie
P/F
1.
Spośród pierwiastków 13. grupy układu okresowego, które opisano w informacji wprowadzającej, najbardziej rozpowszechnionym w skorupie ziemskiej jest glin, a najmniej rozpowszechnionym ind.
2.
Wraz ze wzrostem liczby atomowej borowców, opisanych w informacji wprowadzającej, wzrasta ich gęstość i maleje temperatura topnienia.
3.
Wszystkie, opisane w informacji wprowadzającej, pierwiastki 13. grupy układu okresowego to typowe metale, kowalne i ciągliwe.
Żelazo jest pierwiastkiem chemicznym, którego atomy występują w przyrodzie w postaci
4 trwałych odmian izotopowych. Najbardziej rozpowszechnioną odmianę stanowią nuklidy
o liczbie masowej 56.
Silnie rozdrobnione żelazo zapala się samorzutnie w powietrzu. Produktem utleniania żelaza
w wysokich temperaturach jest magnetyt, Fe3O4. Powstaje on także w czasie spalania żelaza
w czystym tlenie (reakcja 1.). Oprócz tlenku Fe3O4 żelazo tworzy jeszcze 2 inne tlenki: FeO
i Fe2O3. W podwyższonych temperaturach żelazo reaguje również z parą wodną według
równania:
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2
Roztwarzając czyste żelazo w kwasie solnym, uzyskuje się wodny roztwór chlorku żelaza(II)
(reakcja 2.), natomiast działając gazowym chlorem na żelazo w podwyższonej temperaturze,
uzyskuje się chlorek żelaza(III) (reakcja 3.). Pary chlorku żelaza(III) kondensują, tworząc
ciemnobrunatne kryształy dobrze rozpuszczalne w wodzie.
Żelazo ma zdolność zastępowania mniej aktywnych metali w ich roztworach. Przebiega
wtedy reakcja opisana schematem:
MeI + Me2+II → Me2+I + MeII
Powyższa przemiana zachodzi także podczas doświadczenia zilustrowanego rysunkiem:
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 917–934;
M. Sienko, R. Plane, Chemia, podstawy i zastosowania, Warszawa 1996, s. 542–550;
J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 202.
Skorzystaj z opisu doświadczenia, a następnie
wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeśli jest fałszywe.
Zadanie
P/F
1.
Podczas doświadczenia przebiegła reakcja chemiczna opisana równaniem: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
2.
Podczas przebiegu doświadczenia płytka pokryła się czerwonobrunatnym nalotem, a roztwór zmienił barwę z niebieskiej na zielonkawą.
3.
Gdyby po zakończeniu doświadczenia płytkę wyjęto z roztworu, a następnie wysuszono i zważono, to okazałoby się, że jej masa zmniejszyła się.
Fe3O4 ←H2O, T = 470 K Fe HCl(aq) FeCl2 (aq) KOH (aq) X H2O2 Y T Z
Podczas dodawania roztworu nadtlenku wodoru o stężeniu 30% masowych do związku X zaobserwowano w warunkach doświadczenia
zmianę barwy osadu na czerwonobrunatną.
Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli jest fałszywe.
1.
W opisanej reakcji nadtlenek wodoru pełni rolę reduktora, w trakcie doświadczenia obserwujemy wydzielanie się pęcherzyków bezbarwnego gazu.
P
F
2.
W opisanej reakcji nadtlenek wodoru pełni rolę utleniacza, w trakcie doświadczenia obserwujemy wydzielanie się pęcherzyków bezbarwnego gazu.
P
F
3.
W opisanej reakcji nadtlenek wodoru pełni rolę utleniacza, w trakcie doświadczenia nie obserwujemy wydzielania się pęcherzyków gazu.
Fe3O4 ←H2O, T = 470 K Fe HCl(aq) FeCl2 (aq) KOH (aq) X H2O2 Y T Z
117.1 (0-1)
Określ charakter chemiczny związku Z.
117.2 (0-1)
Spośród poniższego zestawu odczynników wybierz dwa, które pozwolą
jednoznacznie potwierdzić w sposób eksperymentalny przewidywany charakter
chemiczny związku Z.
Przeprowadzono ciąg przemian chemicznych, w wyniku których z karbidu zawierającego
20% zanieczyszczeń otrzymano kwas etanowy (octowy). Przemiany te można przedstawić
poniższym schematem.
CaC2I C2H2II CH3CHO III CH3COOH
Wydajności kolejnych przemian (etapów) były odpowiednio równe:
WI = 85%, WII = 80%, WIII = 95%.
Przeanalizuj budowę cząsteczki związku organicznego otrzymanego w wyniku
przemiany I, a następnie uzupełnij zdania,
podkreślając poprawną liczbę wiązań i poprawny typ hybrydyzacji.
W cząsteczce opisanego związku są (2/3/4) wiązania typu σ i (1/2/3) typu π. Dla wszystkich
atomów węgla w cząsteczkach opisanego związku przyjmuje się hybrydyzację typu
(sp/sp2/sp3).
Poniżej podano wzory czterech wybranych węglowodorów.
142.1 (0-1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl numery, którymi oznaczono wzory
wszystkich związków spełniających warunki zadania.
Wzór ogólny CnH2n określa skład węglowodorów oznaczonych numerami (I / II / III / IV).
Izomerami konstytucyjnymi są węglowodory oznaczone numerami (I / II / III / IV).
W temperaturze pokojowej węglowodory oznaczone numerami (I / II / III / IV) to nierozpuszczalne w wodzie gazy, dla których charakterystyczne są reakcje substytucji rodnikowej.
142.2 (0-1)
Podaj wzór produktu reakcji związku II z wodą w obecności HgSO4 i H2SO4.
142.3 (0-1)
Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli
jest fałszywe.
Zadanie
P/F
1.
Związek IV powstaje w reakcji addycji 2 moli wodoru do 1 mola związku I lub 1 mola wodoru do 1 mola związku II.
2.
W reakcji związku I z roztworem manganianu(VII) potasu w środowisku obojętnym powstaje związek organiczny, którego cząsteczki zawierają 2 grupy hydroksylowe.
3.
W reakcji całkowitego spalenia 1 mola każdego z podanych węglowodorów liczba moli powstającej wody jest największa w przypadku spalania związku III.
