Badano reakcje stężonego kwasu azotowego(V) z metalami: z cynkiem,
z glinem, z magnezem oraz ze srebrem. Jedno z przeprowadzonych
doświadczeń pokazano na zdjęciu.
Wskaż metal, który znajduje się w probówce z kwasem pokazanej
na zdjęciu, i uzasadnij swój wybór.
Sól Mohra to zwyczajowa nazwa siarczanu(VI) żelaza(II) i amonu o wzorze (NH4)2Fe(SO4)2. W laboratorium chemicznym ten związek jest często używany jako wygodne i stabilne źródło jonów żelaza(II). Zarówno sama sól Mohra, jak i jej wodne roztwory są odporne na utlenianie na powietrzu.
Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie. W pierwszym etapie do dwóch probówek (A i B) z roztworem soli Mohra dodano wodny roztwór wodorotlenku sodu. Wynik doświadczenia w obu probówkach był identyczny i został przedstawiony na fotografii.
W czasie doświadczenia zaszła reakcja chemiczna opisana równaniem:
Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2
Zaobserwowano również, że zwilżony uniwersalny papierek wskaźnikowy umieszczony u wylotu probówki zabarwił się na niebiesko.
11.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu wodnego roztworu wodorotlenku sodu, w wyniku której powstała substancja odpowiedzialna za zmianę barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego.
11.2. (0–1)
W drugim etapie doświadczenia do zawartości probówki A otrzymanej w poprzednim etapie dodano wodę utlenioną, czyli roztwór nadtlenku wodoru o stężeniu 3 %. Wynik tej części doświadczenia przedstawiono na fotografii.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w probówce A.
11.3. (0–1)
Probówkę B pozostawiono przez dłuższy czas na powietrzu. W probówce zaobserwowano zmiany, które zilustrowano na poniższych fotografiach.
Wyjaśnij przyczyny obserwowanych zmian w probówce B pomimo niedodania do tej probówki żadnego odczynnika.
W poniższej tabeli zamieszczono dane dotyczące rozpuszczalności substancji X w wodzie,
a na wykresie przedstawiono krzywą zależności rozpuszczalności substancji Y w wodzie.
Temperatura, °C
Rozpuszczalność substancji X, g na 100 g wody
0
89
20
53
40
33
60
23
80
16
11.1. (0–2)
Narysuj na wykresie krzywą rozpuszczalności substancji X i wyznacz wartość
temperatury, w której substancje X i Y mają taką samą rozpuszczalność. Oblicz
stężenie procentowe nasyconego roztworu substancji X lub Y w tej temperaturze.
Substancje X i Y mają taką samą rozpuszczalność w temperaturze ℃.
Stężenie % nasyconego roztworu:
11.2. (0–2)
Spośród wymienionych niżej substancji wybierz tę, która była oznaczona symbolem X,
oraz tę, która była oznaczona symbolem Y. Napisz ich wzory i uzasadnij swój wybór.
Gazowy wodór wydziela się w reakcjach różnych metali z kwasami, a najaktywniejsze metale redukują wodę do wodoru. Na zajęciach koła chemicznego uczniowie mieli zaprojektować laboratoryjną metodę otrzymywania wodoru, inną niż stosowane powszechnie działanie kwasem solnym na cynk.
uczeń A – magnezu z kwasem octowym;
uczeń B – potasu z wodą;
uczeń C – cynku ze stężonym kwasem azotowym(V).
Nauczyciel stwierdził, że wodór powstaje w dwóch spośród zaproponowanych reakcji, ale tylko jedna z nich jest możliwa do przeprowadzenia w szkolnej pracowni chemicznej.
Napisz, który uczeń poprawnie zaprojektował doświadczenie. Wyjaśnij, dlaczego druga propozycja doświadczenia, w którym również powstaje wodór, była nieodpowiednia. Odwołaj się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujących w szkolnej pracowni chemicznej.
W celu skutecznego usunięcia jonów z roztworu stosuje się często metodę strąceniową,
w której odczynnik strącający jest dodawany w nadmiarze.
Rozstrzygnij, czy w ten sposób można usunąć jony glinu z roztworu jego soli, gdy
odczynnikiem strącającym będzie roztwór NaOH. Uzasadnij swoją odpowiedź.
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.
W celu wyznaczenia dokładnego stężenia pewnej zasady przeprowadzono następujące
doświadczenie. Do 60,0 cm3 badanego roztworu (KOH albo NH3 o stężeniu około
0,1 mol ∙ dm−3) dodawano powoli wodny roztwór HCl o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3 i mierzono
pH mieszaniny reakcyjnej. Otrzymaną zależność pH roztworu miareczkowanego od objętości
dodanego kwasu przedstawiono na poniższym wykresie.
Po dodaniu takiej objętości roztworu HCl, w jakiej ilość kwasu jest równoważna początkowej
ilości zasady w badanym roztworze, w układzie zostaje osiągnięty punkt równoważnikowy
(PR).
18.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy w opisanym doświadczeniu użyto roztworu KOH czy NH3.
Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
18.2. (0–1)
Aby wyznaczyć stężenie zasady, zamiast pomiaru pH, podczas miareczkowania można
zastosować odpowiedni wskaźnik. Musi on być tak dobrany, aby zakres zmiany jego barwy
przypadał w pobliżu punktu równoważnikowego.
Fenoloftaleina jest wskaźnikiem, który zmienia barwę w zakresie pH 8,2 – 10,0, a oranż
metylowy – w zakresie pH 3,2 – 4,4.
Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Adamantan 1997.
Rozstrzygnij, który wskaźnik – fenoloftaleina czy oranż metylowy – powinien być użyty
w celu możliwie dokładnego wyznaczenia stężenia tego roztworu. Odpowiedź
uzasadnij.
Jedna z metod wykrywania obecności jonów bromkowych albo jodkowych w roztworze
polega na utlenieniu ich do wolnego bromu albo jodu.
Rozstrzygnij, czy zarówno jony bromkowe, jak i jony jodkowe można utlenić za
pomocą kwasu azotowego(V). Uzasadnij swoją odpowiedź. W uzasadnieniu odnieś się
do wartości odpowiednich potencjałów standardowych.
Tiosiarczan(VI) sodu występuje w postaci hydratu o wzorze Na2S2O3 ∙ 𝑥H2O. Podczas ogrzewania rozpuszcza się on w wodzie krystalizacyjnej i tworzy roztwór o stężeniu 63,71% masowych. Pod wpływem kwasu roztwór tiosiarczanu(VI) sodu przyjmuje mleczne zabarwienie wskutek pojawienia się koloidalnej siarki, a ponadto wydziela się tlenek siarki(IV).
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Do czterech probówek I, II, III i IV wlano kolejno 1 cm3, 2 cm3, 4 cm3, 8 cm3 wodnego roztworu tiosiarczanu(VI) sodu o stężeniu 0,008 mol ∙ dm−3 i dodano wody destylowanej do objętości 12 cm3. Do każdej probówki wprowadzono po 5 cm3 kwasu solnego o stężeniu 10% masowych i zawartość każdej probówki wymieszano. Następnie mierzono czas, który upłynął od wymieszania roztworu do pojawienia się zmętnienia. Podczas doświadczenia utrzymywano stałą temperaturę 𝑇.
Dane dotyczące doświadczenia przedstawiono w poniższej tabeli:
Numer probówki
Objętość roztworu Na2S2O3 o stężeniu 0,008 mol ∙ dm−3, cm3
Objętość wody destylowanej, cm3
Objętość końcowa roztworu, cm3
Objętość dodanego HCl (aq), cm3
I
1
11
12
5
II
2
10
III
4
8
IV
8
4
Napisz, w której probówce czas od zmieszania reagentów do pojawienia się zmętnienia był najdłuższy. Uzasadnij swoją odpowiedź.
