Przygotowano dwa wodne roztwory:
– kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 0,01 mol · dm−3 (roztwór I)
– wodorotlenku sodu o pH równym 13 (roztwór II) do którego dodano kilka kropli
alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.
Podczas mieszania roztworów I i II zachodzi reakcja opisana poniższym równaniem:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Uzupełnij zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A. albo B. oraz jej uzasadnienie 1., 2., 3.
albo 4.
Jeżeli do 100 cm3 roztworu I dodamy 10 cm3 roztworu II, to otrzymana mieszanina
Wykres rozpuszczalności w wodzie dwóch soli: węglanu litu i chlorku ołowiu(II),
w zależności od temperatury przedstawia poniższy wykres.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
W dwóch zlewkach A i B zmieszano z wodą – odpowiednio – węglan litu oraz chlorek
ołowiu(II) i otrzymano mieszaniny o temperaturze 60°C. Przebieg doświadczenia zilustrowano
na poniższym schemacie.
Do zlewki A dolano 20,00 g roztworu Li2CO3 o stężeniu 1% (w procentach masowych)
i zawartość zlewki oziębiono do temperatury 30°C.
Oblicz masę węglanu litu, który pozostanie nierozpuszczony. Wynik podaj w gramach w zaokrągleniu do drugiego miejsca po przecinku.
W temperaturze T rozpuszczono w wodzie kwas HX. Równowagę w otrzymanym roztworze
ilustruje równanie
HX + H2O ⇄ H3O+ + X−
Poniższy wykres przedstawia procentowy udział drobin znajdujących się w wodnym roztworze
kwasu HX o temperaturze T (na wykresie nie uwzględniono wody oraz jonów pochodzących
z autodysocjacji wody).
Oblicz stopień dysocjacji kwasu HX w tym roztworze.
Na wykresie przedstawiono zależność rozpuszczalności dwóch soli – KNO3 i Pb(NO3)2 − w wodzie od temperatury.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.
W pewnej temperaturze T stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego
wodnego roztworu KNO3 jest takie samo jak stężenie procentowe (w procentach masowych)
nasyconego wodnego roztworu Pb(NO3)2.
Odczytaj z wykresu wartość temperatury T. Oblicz stężenie procentowe (w procentach
masowych) obu roztworów w temperaturze T.
W poniższej tabeli podana jest informacja dotycząca barwy wodnych roztworów zawierających
wybrane jony.
Jon
Barwa roztworu
Ni2+
zielony roztwór
Cu2+
niebieski roztwór
Ag+
bezbarwny roztwór
Płytki wykonane z dwóch metali: miedzi i niklu, zanurzono do roztworów azotanu(V) srebra(I)
znajdujących się w dwóch oddzielnych probówkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na
poniższym schemacie.
Po pewnym czasie trwania doświadczenia w każdej probówce zaobserwowano zmianę barwy
roztworu.
Uzupełnij poniższą tabelę. Podaj barwę roztworu (lub informację o braku barwy)
w probówkach I i II przed zanurzeniem metalowych płytek oraz barwy roztworów po
wyjęciu płytek.
W temperaturze T rozpuszczono w wodzie kwas HX. Równowagę w otrzymanym roztworze
ilustruje równanie
HX + H2O ⇄ H3O+ + X−
Poniższy wykres przedstawia procentowy udział drobin znajdujących się w wodnym roztworze
kwasu HX o temperaturze T (na wykresie nie uwzględniono wody oraz jonów pochodzących
z autodysocjacji wody).
Do wodnego roztworu kwasu HX dodano niewielką ilość wodnego roztworu mocnego kwasu.
Temperatura roztworu nie uległa zmianie.
12.1. (0–1)
Oceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stopnia
dysocjacji kwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego
kwasu. Odpowiedź uzasadnij.
Ocena:
Uzasadnienie:
12.2. (0–1)
Oceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stałej dysocjacji
kwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego kwasu.
Odpowiedź uzasadnij.
Tlenek siarki(IV) można otrzymać przez redukcję anhydrytu (CaSO4) węglem. Reakcja ta
zachodzi zgodnie ze schematem:
CaSO4 + C → CaO + SO2 + CO2
12.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia siarki i węgla.
12.2. (1 pkt)
W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę
elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
12.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.
....... CaSO4 + ....... C → ....... CaO + ....... SO2 + ....... CO2
12.4. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienia poniższych zdań.
W opisanej reakcji węgiel jest (reduktorem / utleniaczem), gdyż ulega
(redukcji / utlenieniu). Stopień utlenienia tlenu (nie ulega zmianie / się zmniejsza /
się zwiększa).
W poniższej tabeli podana jest informacja dotycząca barwy wodnych roztworów zawierających
wybrane jony.
Jon
Barwa roztworu
Ni2+
zielony roztwór
Cu2+
niebieski roztwór
Ag+
bezbarwny roztwór
Płytki wykonane z dwóch metali: miedzi i niklu, zanurzono do roztworów azotanu(V) srebra(I)
znajdujących się w dwóch oddzielnych probówkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na
poniższym schemacie.
Po pewnym czasie trwania doświadczenia w każdej probówce zaobserwowano zmianę barwy
roztworu.
Spośród kationów: Ag+, Cu2+, Ni2+, wybierz i napisz wzór tego kationu, który jest
najsilniejszym utleniaczem.
Przygotowano wodne roztwory jednoprotonowych kwasów HA i HB. Przeprowadzono
doświadczenie, podczas którego do próbek tych kwasów o objętości 100 cm3, znajdujących się
w oddzielnych naczyniach, dodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu
o stężeniu 0,1 mol · dm–3 i za pomocą pehametru mierzono pH każdej mieszaniny reakcyjnej.
Przebieg doświadczeń zilustrowano poniższym wykresem.
Na wykresie dla obu substancji zaznaczono punkt równoważnikowy (PR), czyli wartość pH
roztworu po dodaniu stechiometrycznej ilości wodnego roztworu NaOH.
12.1. (1 pkt)
W celu określenia punktu równoważnikowego można przeprowadzić analogiczne
doświadczenia, stosując wskaźniki kwasowo-zasadowe, czyli związki chemiczne, które
przyjmują różne zabarwienia w roztworach o różnych odczynach. Wizualne metody
wyznaczania PR miareczkowania z zastosowaniem wskaźników polegają na dodawaniu – do
roztworu miareczkowanego – takiego wskaźnika, który zmieni barwę w punkcie
równoważnikowym reakcji. Dla każdego wskaźnika jest określony zakres pH, w którym
następuje zmiana jego zabarwienia. Poniżej scharakteryzowano cztery wskaźniki kwasowo-zasadowe.
Wskaźnik
Zabarwienie wskaźnika w roztworze o pH
Zakres pH zmiany barwy
oranż metylowy
poniżej 3,1 czerwone
powyżej 4,4 żółte
3,1 – 4,4
błękit bromotymolowy
poniżej 6,2 żółte
powyżej 7,6 niebieskie
6,2 – 7,6
fenoloftaleina
poniżej 8,3 brak zabarwienia
powyżej 10,0 malinowe
8,3 – 10,0
czerwień metylowa
poniżej 4,4 czerwone
powyżej 6,3 żółte
4,4 – 6,3
Poprawnie dobrany wskaźnik użyty w procesie miareczkowania to taki, którego obszar zmiany
barwy, spowodowanej dodaniem niewielkiej ilości roztworu miareczkującego, znajduje się
wewnątrz skoku miareczkowania (na praktycznie pionowym odcinku wykresu
miareczkowania) i leży możliwie najbliżej punktu równoważnikowego.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko: Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2001.
Spośród scharakteryzowanych wskaźników wybierz i podkreśl nazwy wszystkich tych,
których można użyć do wyznaczenia PR w doświadczeniach z kwasami HA i HB.
1. Wskaźnikiem, który najlepiej spełnia opisane kryteria doboru wskaźnika kwasowo-
zasadowego dla kwasu HA, jest:
oranż metylowy
błękit bromotymolowy
fenoloftaleina
czerwień metylowa
2. Zgodnie z opisanymi kryteriami doboru wskaźnika kwasowo-zasadowego można dla kwasu
HB zastosować:
oranż metylowy
błękit bromotymolowy
fenoloftaleinę
czerwień metylową
12.2. (1 pkt)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,
lub F – jeśli jest fałszywa.
1.
Stężenia molowe użytych w doświadczeniu kwasów HA i HB są jednakowe.
P
F
2.
Zarówno kwas HA, jak i kwas HB są mocnymi elektrolitami.
P
F
3.
Sumaryczna objętość roztworu w momencie osiągnięcia punktu równoważnikowego dla kwasu HB jest większa niż sumaryczna objętość roztworu w momencie, w którym został osiągnięty punkt równoważnikowy dla kwasu HA.
P
F
12.3. (1 pkt)
Wartość pH w punkcie równoważnikowym dla kwasu HA wynosi 8,70.
Stosując definicje kwasu i zasady Brønsteda, napisz w formie jonowej skróconej
(używając ogólnego wzoru kwasu HA) równanie reakcji uzasadniające pH roztworu
w punkcie równoważnikowym.
