Zadania maturalne z chemii

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 58. (1 pkt)

Identyfikacja związków nieorganicznych Zaprojektuj doświadczenie

W trzech nieoznakowanych zlewkach umieszczono osobno jednakowe objętości wody, kwasu solnego oraz wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Wiadomo ponadto, że stężenia użytego kwasu oraz wodnego roztworu wodorotlenku były jednakowe i równe 0,01 mol · dm^–3.

Oceń, czy za pomocą fenoloftaleiny (zakres pH zmiany barwy: 8,2–10) jako wskaźnika pH oraz możliwości mieszania ze sobą zawartości poszczególnych naczyń, możliwe jest jednoznaczne ustalenie zawartości zlewek. Jeśli uznasz, że jest to możliwe, opisz sposób wykonania takiego doświadczenia oraz podaj obserwacje, które pozwolą na identyfikację zawartości naczyń. Jeśli natomiast uznasz, że takiej możliwości nie ma, przytocz odpowiednie argumenty.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 79. (1 pkt)

Metale Zaprojektuj doświadczenie Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Oczyszczoną blaszkę wykonaną z pewnego metalu zważono, a następnie zanurzono w wodnym roztworze Cu(NO₃)₂. Zauważono, że powierzchnia blaszki znajdująca się w roztworze pokryła się różowym nalotem o metalicznym połysku. Po pewnym czasie blaszkę wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki po wyjęciu z roztworu była mniejsza od jej masy początkowej. Roztwór w zlewce pozostał klarowny i nie zaobserwowano w nim żadnego osadu.

Uzupełnij schemat wykonania doświadczenia, wpisując nazwę lub symbol metalu, z którego była wykonana blaszka. Metal wybierz spośród podanych poniżej.

Nazwa metalu: glin, nikiel, ołów, srebro.

Schemat wykonania doświadczenia:

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 99. (2 pkt)

Metale Napisz równanie reakcji Zaprojektuj doświadczenie

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.

Otrzymana w reakcji tlenku boru z magnezem mieszanina zawiera bor wraz z zanieczyszczeniami.

Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na usunięcie zanieczyszczeń z otrzymanej mieszaniny.
W tym celu:

a)	podkreśl nazwę odczynnika, który dodany do rozdrobnionej mieszaniny przereaguje z zanieczyszczeniami, umożliwiając ich usunięcie. Odczynnik wybierz spośród podanych poniżej.

Odczynniki: wodny roztwór wodorotlenku sodu, kwas solny, wodny roztwór chlorku sodu.

b)	zapisz w formie cząsteczkowej równania reakcji, jakie przebiegną podczas tego doświadczenia.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 106. (2 pkt)

Metale Napisz równanie reakcji Zaprojektuj doświadczenie

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:

Me_I + Me²⁺_II → Me²⁺_I + Me_II

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.

Substancję, którą otrzymano w reakcji 3., rozpuszczono w wodzie i otrzymany roztwór wykorzystano jako odczynnik wyjściowy do przeprowadzenia doświadczenia, w którego wyniku otrzyma się najpierw wodorotlenek, a następnie odpowiedni tlenek żelaza.

Zaprojektuj doświadczenie, w którego wyniku otrzymasz najpierw wodorotlenek, a następnie odpowiedni tlenek żelaza.

a)	Opisz sposób wykonania poszczególnych etapów doświadczenia. Uwzględnij w nim wzory lub nazwy użytych odczynników.

b)	Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji, które przebiegną podczas wykonywanego doświadczenia. Zaznacz warunki prowadzenia procesu, jeśli dana przemiana tego wymaga.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 166. (1 pkt)

Stężenia roztworów Zaprojektuj doświadczenie

W pracowni chemicznej znajduje się roztwór kwasu octowego o stężeniu 10% masowych. Zaprojektuj sposób postępowania, który pozwoli z tego roztworu otrzymać roztwór kwasu octowego o stężeniu 6% masowych. Dysponujesz: zlewką, w której znajduje się 200 g roztworu kwasu octowego o stężeniu 10% masowych, zlewką, w której znajduje się 500 g wody destylowanej, pustą zlewką o pojemności 0,5 dm³, szklaną bagietką oraz wagą laboratoryjną.

Podaj (w odpowiedniej kolejności) opis wszystkich czynności wykonanych podczas doświadczenia, którego celem było otrzymanie roztworu kwasu octowego o stężeniu 6% masowych.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 181. (2 pkt)

Identyfikacja związków organicznych Zaprojektuj doświadczenie Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na identyfikację skrobi znajdującej się w wodnej zawiesinie mąki ziemniaczanej.

181.1 (0-1)

Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisuj c nazw odczynnika wybranego spośród następujących:

wodny roztwór KMnO₄ z zasadą sodową, woda bromowa Br₂ (aq), I₂ w wodnym roztworze KI.

181.2 (0-1)

Napisz, jaka możliwa do zaobserwowania zmiana potwierdzi obecności skrobi w mące ziemniaczanej.

Matura Maj 2014, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 37. (2 pkt)

Aminokwasy Zaprojektuj doświadczenie Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

W poniższej tabeli przedstawiono wybrane dane na temat czterech aminokwasów białkowych. Symbol pI oznacza punkt izoelektryczny, który jest taką wartością pH roztworu, w którym stężenie jonu obojnaczego osiąga maksymalną wartość, natomiast stężenia formy anionowej i kationowej mają jednakową, najmniejszą wartość.

J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.

Zaplanuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na odróżnienie alaniny od fenyloalaniny.

a)	Uzupełnij poniższy schemat doświadczenia, wpisując nazwę odczynnika, po którego dodaniu do obu probówek i ogrzaniu ich zawartości możliwe będzie zaobserwowanie różnic w przebiegu doświadczenia z udziałem alaniny i fenyloalaniny. Odczynnik wybierz spośród następujących:

wodny roztwór chlorku żelaza(III)
świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II)
wodny roztwór wodorotlenku sodu z fenoloftaleiną
rozcieńczony kwas solny z oranżem metylowym
mieszanina stężonych kwasów: azotowego(V) i siarkowego(VI)

b)	Opisz zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia, pozwalające na odróżnienie alaniny od fenyloalaniny.

Probówka I:

Probówka II: