Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne wybranych węglowodorów – związków X, Y i Q.
Utlenianie alkenów w zakwaszonym wodnym roztworze KMnO4 przebiega w podwyższonej
temperaturze zgodnie ze schematem:
16.1. (0–1)
Jednym z produktów utleniania związku X, Y albo Q jest keton.
Napisz nazwę systematyczną alkenu, którego jednym z produktów utleniania jest
keton, i narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) tego ketonu.
Nazwa systematyczna alkenu:
Wzór ketonu:
16.2. (0–1)
W reakcji utleniania węglowodoru X powstają dwa związki organiczne różniące się wartością
stałej dysocjacji 𝐾a.
Wybierz związek, który ma wyższą wartość stałej dysocjacji 𝐾a, i napisz wzór
półstrukturalny (grupowy) organicznego produktu reakcji tego związku
z wodorotlenkiem potasu.
W temperaturze 𝑇 do zlewki zawierającej 50,0 g wodnego roztworu jodku potasu o stężeniu
równym 2,00% dodano 100 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) ołowiu(II) o stężeniu
równym 0,0300 mol ∙ dm−3. Przebiegła reakcja wytrącania PbI2. Otrzymany osad po
odsączeniu i wysuszeniu ważył 1,24 g.
Oblicz wydajność reakcji otrzymywania jodku ołowiu(II) w opisanym doświadczeniu
w temperaturze T.
Po wprowadzeniu tlenku chloru(IV) do wodnego roztworu wodorotlenku sodu zachodzi
reakcja opisana schematem:
ClO2 + OH– ⟶ ClO–2 + ClO–3 + H2O
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji i utleniania
zachodzących podczas opisanego procesu. Uwzględnij środowisko reakcji.
Poniższe równanie opisuje reakcję kationów miedzi(II) z metalicznym niklem.
Cu2+(aq) + Ni (s) → Ni2+(aq) + Cu (s)
Ta przemiana może zachodzić w różnych układach, np.:
w roztworze soli miedzi(II) po zanurzeniu w nim blaszki niklowej
w ogniwie złożonym z odpowiednich półogniw metalicznych.
16.1. (0–2)
Przygotowano wodny roztwór CuSO4 o stężeniu 0,50 mol ∙ dm–3 i objętości 20,0 cm3. W tym roztworze zanurzono niklową płytkę o masie 5,820 g. Po pewnym czasie płytkę wyjęto i osuszono. Stwierdzono, że:
po zakończeniu doświadczenia stężenie jonów Cu2+ w roztworze wynosiło 0,040 mol∙dm–3
w warunkach doświadczenia cały wydzielony metal osadził się na płytce.
Oblicz masę płytki po wyjęciu jej z roztworu i osuszeniu. Załóż, że objętość roztworu nie uległa zmianie. W obliczeniach przyjmij następujące wartości mas molowych: MCu= 63,55 g ∙ mol−1 i MNi = 58,69 g ∙ mol−1.
16.2. (0–1)
Skonstruowano ogniwo elektrochemiczne złożone ze standardowego półogniwa miedziowego oraz standardowego półogniwa niklowego. Półogniwa połączono kluczem elektrolitycznym w formie U-rurki wypełnionej nasyconym roztworem azotanu(V) potasu.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Siła elektromotoryczna opisanego ogniwa w warunkach standardowych jest równa 0,216 V.
P
F
2.
W trakcie pracy opisanego ogniwa kationy potasu przemieszczają się z klucza elektrolitycznego w kierunku półogniwa miedziowego, a aniony azotanowe(V) – w kierunku półogniwa niklowego.
Cykloalkany ulegają analogicznym reakcjom jak alkany.
Benzen, cykloheksan i styren to węglowodory, które w temperaturze pokojowej są
bezbarwnymi cieczami. Ich wzory przedstawiono poniżej:
W trzech naczyniach znajdowały się oddzielnie i w przypadkowej kolejności: benzen,
cykloheksan i styren. W celu identyfikacji tych substancji wykonano dwuetapowe
doświadczenie. W pierwszym etapie do trzech probówek zawierających wodny roztwór
manganianu(VII) potasu w środowisku obojętnym wprowadzono po jednej z badanych
substancji. Następnie każdą probówkę zamknięto korkiem i wstrząśnięto. Po pewnym czasie
zawartości probówek przybrały wygląd pokazany na zdjęciach.
W pierwszym etapie zidentyfikowano jeden z trzech węglowodorów. W drugim etapie
doświadczenia do próbek niezidentyfikowanych węglowodorów wprowadzono stężony kwas
azotowy(V) z dodatkiem stężonego kwasu siarkowego(VI) – i ogrzano zawartości probówek.
Wyniki drugiego etapu doświadczenia przedstawiono na poniższych zdjęciach.
17.1. (0–1)
Napisz wzór sumaryczny związku manganu, który powstał w wyniku reakcji
zachodzącej w pierwszym etapie doświadczenia, oraz wzór półstrukturalny (grupowy)
lub uproszczony organicznego produktu tej przemiany.
Wzór związku manganu
Wzór produktu organicznego
17.2. (0–1)
Napisz równanie reakcji, która umożliwiła odróżnienie związków w drugim etapie
doświadczenia.
Wykonano dwuetapowe doświadczenie. Podczas obu etapów utrzymywano temperaturę
równą 25 °C.
Etap I: Do zlewki zawierającej wodę destylowaną dodano stały wodorotlenek magnezu. Po
pewnym czasie w zlewce ustalił się stan równowagi między osadem a roztworem, czyli
powstał nasycony roztwór tej substancji.
Etap II: Osad oddzielono od roztworu pozostającego z nim w równowadze. Otrzymany
przesącz umieszczono w dwóch probówkach. Do jednej probówki wprowadzono stały
wodorotlenek potasu, a do drugiej – rozcieńczony kwas solny, co zilustrowano na rysunku.
17.1. (0–1)
Oblicz stężenie molowe jonów Mg2+ w roztworze pozostającym w równowadze
z osadem w etapie I doświadczenia (w temperaturze 25 °C).
17.2. (0–2)
Rozstrzygnij, czy w II etapie doświadczenia dodanie stałego wodorotlenku potasu do
jednej próbki przesączu i kwasu solnego do drugiej próbki poskutkowało zmianą
stężenia jonów Mg2+ w roztworze (w temperaturze 25 °C). Wybierz i zaznacz jedną
odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Odpowiedzi uzasadnij.
Dodanie stałego wodorotlenku potasu do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem /
poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg2+ w roztworze.
Uzasadnienie:
Dodanie kwasu solnego do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem /
poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg2+ w roztworze.
Uzasadnienie:
Metale X i E tworzą jony proste – odpowiednio – X2+ i E2+. Blaszki o znanych masach,
wykonane z metalu X i z metalu E, zanurzono w roztworach soli trzech różnych metali,
zgodnie ze schematem:
Objawy świadczące o zajściu reakcji chemicznych zaobserwowano w probówkach I i II.
Po zakończeniu doświadczenia blaszki osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki
wykonanej z metalu X wzrosła, a masa blaszki wykonanej z metalu E zmalała.
17.1. (0–1)
Zastosuj symbol X i napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej
w probówce I.
17.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Metal X jest silniejszym reduktorem niż srebro.
P
F
2.
Jony żelaza(II) są silniejszym utleniaczem niż jony metalu X.
P
F
17.3. (0–1)
Poniżej podano nazwy czterech metali.
magnez
miedź
kadm
srebro
Wybierz i napisz nazwę metalu X i nazwę metalu E, które mogły być użyte
w doświadczeniu.
Roztwarzanie tlenków wanadu (VO, V2O3, VO2, V2O5) w kwasach nie zawsze prowadzi do powstania prostych kationów wanadu, takich jak V2+ lub V3+, gdyż ten pierwiastek na wyższych stopniach utlenienia tworzy jony oksowanadowe, takie jak VO+2 lub VO2+.
Po zmieszaniu roztworu zawierającego kationy VO+2 z roztworem zawierającym kationy V2+ w środowisku kwasowym zachodzi reakcja, którą można opisać równaniem:
Na poniższym schemacie zilustrowano dwuetapowy proces otrzymywania PVC –
poli(chlorku winylu) – z acetylenu (etynu).
Etyn stosowany w tej reakcji powstaje w wyniku działania wody na acetylenek wapnia,
stanowiący główny składnik karbidu.
Podczas spalania PVC powstają tlenek węgla(IV), para wodna i bezbarwny gaz o ostrym
zapachu, którego cząsteczki są zbudowane z dwóch atomów. Stosunek molowy produktów
spalania jest równy 𝑛CO2 ∶ 𝑛H2O ∶ 𝑛X = 2 : 1 : 1.
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie reakcji spalania, w której
uczestniczy fragment PVC zbudowany z czterech merów.
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej
w ogniwie zbudowanym z półogniw I i II w warunkach standardowych. Oblicz SEM
tego ogniwa.
