Zadania maturalne z chemii

571

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22. (2 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Węglowodory - ogólne Oblicz

Do całkowitego spalenia próbki zawierającej 8,43·10²² cząsteczek pewnego węglowodoru zużyto 15,68 dm³ tlenu odmierzonego w warunkach normalnych. W reakcji wydzieliło się 18,48 g tlenku węgla(IV).

Ustal na podstawie obliczeń wzór sumaryczny tego węglowodoru.

Wzór sumaryczny:

572

Matura Maj 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22. (2 pkt)

Metale Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W dwóch nieoznaczonych probówkach znajdowały się oddzielnie: rozcieńczony wodny roztwór kwasu azotowego(V) i rozcieńczony wodny roztwór kwasu siarkowego(VI). W tych roztworach zanurzono blaszki miedziane, a zawartość probówek lekko ogrzano.

Po zanurzeniu blaszki miedzianej w roztworze kwasu X i ogrzaniu zawartości probówki wydzielał się bezbarwny gaz, który w kontakcie z powietrzem zabarwiał się na kolor czerwonobrunatny.

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

W rozcieńczonym roztworze kwasu azotowego(V) miedź (reaguje z wydzieleniem gazowego tlenku / reaguje z wydzieleniem wodoru / nie reaguje) i roztwór (przyjmuje barwę niebieską / pozostaje bezbarwny). W rozcieńczonym roztworze kwasu siarkowego(VI) miedź (reaguje z wydzieleniem gazowego tlenku / reaguje z wydzieleniem wodoru / nie reaguje) i roztwór (przyjmuje barwę niebieską / pozostaje bezbarwny). Kwasem X jest (HNO₃ / H₂SO₄).

573

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 22. (3 pkt)

Związki nieorganiczne – ogólne Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W dwóch kolbach znajdują się dwa różne, ale podobnie wyglądające roztwory wodne:

22.1. (0–1)

Spośród wymienionych niżej roztworów wybierz te, które mogą wyglądać tak jak roztwory pokazane na ilustracjach. Zaznacz ich wzory lub nazwy.

Roztwory
K₂CrO₄ (aq)	CuSO₄ (aq)
KMnO₄ (aq)	MnSO₄ (aq)
HCl (aq) z dodatkiem wodnego roztworu oranżu metylowego	KOH (aq) z dodatkiem alkoholowego roztworu fenoloftaleiny

22.2. (0–1)

Przeprowadzono dwa niezależne doświadczenia, w których do roztworów z obu naczyń dodano jeden taki sam odczynnik. W każdym z tych doświadczeń nastąpiła wyraźna zmiana barwy tylko jednego roztworu.

Wybierz dwa odczynniki, z których każdy po dodaniu (w odpowiedniej ilości) do obu badanych roztworów spowoduje wyraźną zmianę barwy tylko jednego z nich. Zaznacz wzory wybranych odczynników.

Odczynniki
HBr (aq)	K₂SO₄ (aq)
NaOH (aq)	NaNO₂ (aq)
H₂SO₄ (aq)	NaNO₃ (aq)

22.3. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, których przebieg był przyczyną zmiany barwy roztworu z każdego naczynia.

574

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22. (2 pkt)

Stechiometria - ogólne Oblicz

Do 50 cm³ wodnego roztworu CuSO₄ o stężeniu 0,4 mol ∙ dm⁻³ wprowadzono 783 mg opiłków pewnego metalu X, który reagował z jonami Cu²⁺ w stosunku molowym 1 : 1. Metal X w szeregu napięciowym metali jest przed kadmem. Po zakończeniu reakcji do otrzymanej mieszaniny dodano 1200 mg opiłków kadmu i wtedy reakcja przebiegała dalej, do całkowitego odbarwienia roztworu. Kadm reagował z jonami Cu²⁺ w stosunku molowym 1 : 1. Po zakończeniu reakcji, wydzielono z jej produktów mieszaninę metali i stwierdzono, że zawiera ona 19% masowych kadmu.

Oblicz masę molową metalu X i podaj jego symbol chemiczny. Przyjmij, że masy molowe są równe: M_Cu = 63,55 g ∙ mol⁻¹, M_Cd = 112,41 g ∙ mol⁻¹.

Symbol chemiczny metalu:

575

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 23. (1 pkt)

Węglowodory aromatyczne Napisz równanie reakcji

W cząsteczce benzenu wszystkie atomy węgla są równocenne, natomiast w cząsteczkach pochodnych benzenu, w których jeden atom wodoru został zastąpiony innym podstawnikiem, następuje zróżnicowanie właściwości chemicznych atomów węgla tworzących pierścień. To zróżnicowanie uwidacznia się m.in. w przebiegu reakcji nitrowania. W poniższej tabeli przedstawiono, z jaką wydajnością powstają izomeryczne produkty nitrowania dwóch monopochodnych benzenu: nitrobenzenu i fenolu.

Rodzaj podstawnika już przyłączonego do pierścienia wpływa także na reaktywność tego pierścienia. Poniższe zestawienie ilustruje wpływ podstawnika na względną szybkość reakcji nitrowania.

Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.

Napisz równanie reakcji nitrowania mononitrobenzenu prowadzącej do powstania głównego produktu organicznego oraz określ mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) tej reakcji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.

Równanie reakcji:

Mechanizm:

576

Matura Maj 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 23. (1 pkt)

Węglowodory alifatyczne Narysuj/zapisz wzór

Alkany można otrzymać z halogenków alkilów o ogólnym wzorze R–X, w którym R oznacza grupę alkilową, a X – atom halogenu (chloru, bromu lub jodu). Halogenki alkilów reagują z sodem zgodnie z poniższym schematem:

2R–X + 2Na ^T R–R + 2NaX

Reakcję przeprowadza się w środowisku bezwodnym w podwyższonej temperaturze. Jeżeli do reakcji zastosuje się jeden halogenek alkilu, R–X, otrzymuje się jeden alkan, a przy zastosowaniu różnych halogenków alkilów, np. R¹–X i R²–X, powstaje mieszanina alkanów.

Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2008.

Pewien jodek alkilu poddano działaniu sodu i otrzymano alkan o wzorze:

Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) i nazwę systematyczną jodku alkilu, który poddano działaniu sodu w opisanej reakcji.

Wzór półstrukturalny (grupowy):

Nazwa systematyczna:

577

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 23. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Uczniowie wykonywali doświadczenie, podczas którego działali kwasem solnym na węglan wapnia, w zestawie umożliwiającym pochłanianie wydzielającego się CO₂ w roztworze KOH. Naczynie z tym roztworem miało być zważone przed doświadczeniem i po jego zakończeniu. Reakcje wydzielania i pochłaniania CO₂ opisują równania:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂
CO₂ + 2KOH → K₂CO₃ + H₂O

Węglan wapnia był stosowany w nadmiarze, natomiast kwas solny miał nieznane stężenie, ale mógł zostać dokładnie odmierzony. Na podstawie jego objętości oraz przyrostu masy naczynia z KOH, uczniowie mieli oszacować stężenie roztworu HCl. Swoje pomiary zapisali w poniższej tabeli:

Uczeń	Objętość roztworu HCl	Przyrost masy w naczyniu z KOH
I	10,0 cm³	1,1 g
II	20,0 cm³	11,0 g

Okazało się, że jeden z uczniów błędnie zmierzył lub błędnie zapisał przyrost masy.

Oblicz stężenie molowe badanego roztworu na podstawie wyników ucznia I i ucznia II. Wskaż ucznia, który poprawnie wykonał doświadczenie. Odpowiedź uzasadnij.

Doświadczenie poprawnie wykonał uczeń .
Uzasadnienie:

578

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 23. (3 pkt)

Metale Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem.

23.1. (0–2)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu opiłków ołowiu do zlewki I. Rozstrzygnij, czy po zakończeniu doświadczenia masa roztworu w zlewce I wzrosła czy zmalała. Odpowiedź uzasadnij.

Równanie zachodzącej reakcji:

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

23.2. (0–1)

Po zakończeniu doświadczenia na dnie zlewki II znajdowały się dwa metale: cynk oraz miedź.

Uzupełnij poniższą tabelę. Napisz, jaką barwę miał roztwór w probówce II przed reakcją i po jej zakończeniu.

Barwa roztworu w zlewce II
przed doświadczeniem	po zakończeniu doświadczenia

579

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (1 pkt)

Fenole Narysuj/zapisz wzór

Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone izomerycznych produktów mononitrowania fenolu.

Wzory produktów mononitrowania fenolu:

580

Matura Maj 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (1 pkt)

Węglowodory alifatyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)