Zadania maturalne z chemii

771

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 14. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Próbkę stałego chlorku sodu o masie 7,5 g poddano działaniu stężonego kwasu siarkowego(VI). Zaszła wówczas reakcja opisana równaniem:

I NaCl + H₂SO₄ → HCl + NaHSO₄

Tę reakcję prowadzono aż do całkowitego zużycia chlorku sodu. Otrzymany w tej reakcji chlorowodór zebrano, rozpuszczono w wodzie i poddano działaniu tlenku manganu(IV), w wyniku czego zaszła reakcja zgodnie z równaniem:

II 4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Powstały w tej przemianie chlor wprowadzono do wodnego roztworu jodku potasu i otrzymano 6,35 grama jodu zgodnie z równaniem:

III 2KI + Cl₂ → 2KCl + I₂

Oblicz wydajność przemiany II, jeżeli przemiany I i III zaszły z wydajnością równą 100%.

772

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 14. (1 pkt)

Reakcje i właściwości kwasów i zasad Narysuj/zapisz wzór

Związek między mocą kwasu Brønsteda i zasady sprzężonej z tym kwasem w roztworach wodnych przedstawia zależność:

K_a ⋅ K_b = K_w

gdzie K_a oznacza stałą dysocjacji kwasu, K_b – stałą dysocjacji sprzężonej zasady, a K_w – iloczyn jonowy wody, którego wartość wynosi 1,0 ⋅ 10^–14 w temperaturze 298 K.
W poniższej tabeli podano wartości stałej dysocjacji wybranych kwasów chlorowych w temperaturze 298 K.


Nazwa kwasu	Stała dysocjacji K_a
kwas chlorowy(I)	5,0 · 10^–8
kwas chlorowy(III)	1,1 · 10^–2
kwas chlorowy(V)	5,0 · 10²

Źródło: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Napisz wzór najsłabszej zasady spośród zasad sprzężonych z kwasami wymienionymi w tabeli.

773

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 15. (2 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Pozostałe Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W czystej wodzie ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która zachodzi zgodnie z równaniem:

2H₂O ⇄ H₃O⁺ + OH⁻

Tę reakcję opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym wody. Wyraża się ona równaniem:

K_w = [H₃O⁺] ⋅ [OH⁻]

Zdolność autoprotolizy charakteryzuje nie tylko wodę, lecz także inne rozpuszczalniki, np.: ciekły amoniak (skroplony pod zwiększonym ciśnieniem), metanol i kwas mrówkowy.

15.1. (0–1)

Napisz trzy równania reakcji autoprotolizy: ciekłego amoniaku, metanolu i kwasu mrówkowego. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) organicznych produktów reakcji.

2NH₃ ⇄
2CH₃OH ⇄
2HCOOH ⇄

15.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego cząsteczki amoniaku, metanolu i kwasu mrówkowego mają zdolność odszczepiania i przyłączania protonu w procesie autoprotolizy. Odnieś się do budowy tych cząsteczek.

Cząsteczki wymienionych związków mają zdolność odszczepiania protonu, ponieważ

Cząsteczki wymienionych związków mają zdolność przyłączania protonu, ponieważ

774

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 15. (1 pkt)

Sole Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Oceń, czy podane poniżej informacje dotyczące chlorku żelaza(III) są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, lub F – jeśli jest fałszywa.


1.	Wodny roztwór chlorku żelaza(III) ma odczyn obojętny.	P	F
2.	Chlorek żelaza(III) można otrzymać w wyniku reakcji żelaza ze stężonym kwasem solnym.	P	F
3.	Dodanie kwasu solnego do wodnego roztworu chlorku żelaza(III) cofa reakcję hydrolizy tej soli.	P	F

775

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 15. (1 pkt)

Elektrochemia - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Stal to stop żelaza z węglem. Korozja stali polega na utlenianiu żelaza tlenem rozpuszczonym w wodzie. Obecność elektrolitu w roztworze przyspiesza ten proces, ale w roztworach o wysokim pH korozja jest zahamowana. Powstająca w wyniku korozji rdza zawiera uwodniony tlenek żelaza(III) – o wzorze 2Fe₂O₃ · 3H₂O i masie M = 374 g ⋅ mol⁻¹ – i niewielkie ilości innych związków żelaza na III stopniu utlenienia.
W celu zbadania wpływu różnych czynników na szybkość korozji przeprowadzono doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie.

Po trwającym kilka dni eksperymencie zaobserwowano, że najwięcej rdzy powstało w probówce IV, w której drut stalowy stykał się z blaszką miedzianą.

Uszereguj probówki. Wpisz ich numery w kolejności rosnącej ilości rdzy, która powstała w trakcie trwania eksperymentu.

776

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 15. (3 pkt)

Metale Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Ołów praktycznie nie roztwarza się w rozcieńczonym kwasie jodowodorowym ani w rozcieńczonym kwasie bromowodorowym. Metal ten roztwarza się natomiast całkowicie w rozcieńczonym kwasie azotowym(V), a także w kwasie octowym. W reakcji ołowiu z rozcieńczonym kwasem azotowym(V) powstają azotan(V) ołowiu(II), tlenek azotu(II) oraz woda. W reakcji tego metalu z kwasem octowym wydziela się wodór i powstaje kompleks ołowiu(II) o wzorze [Pb(CH₃COO)₄]²⁻ .

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2001.

15.1. (0–1)

Na podstawie informacji wprowadzającej, szeregu elektrochemicznego metali oraz tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków wybierz poprawne wyjaśnienie zachowania ołowiu wobec rozcieńczonego kwasu jodowodorowego i kwasu bromowodorowego. Zaznacz P przy poprawnym wyjaśnieniu.


1.	Ołów praktycznie nie roztwarza się w rozcieńczonym kwasie jodowodorowym ani w rozcieńczonym kwasie bromowodorowym, ponieważ nie wypiera on wodoru z kwasów.	P
2.	Ołów praktycznie nie roztwarza się w rozcieńczonym kwasie jodowodorowym ani w rozcieńczonym kwasie bromowodorowym, ponieważ w tych roztworach powierzchnia ołowiu pokrywa się pasywną warstwą trudno rozpuszczalnej soli.	P
3.	Ołów praktycznie nie roztwarza się w rozcieńczonym kwasie jodowodorowym ani w rozcieńczonym kwasie bromowodorowym, ponieważ te kwasy są słabe i beztlenowe.	P

15.2. (0–2)

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy):

równanie procesu redukcji zachodzącego podczas reakcji ołowiu z rozcieńczonym kwasem azotowym(V).
równanie procesu utleniania w reakcji ołowiu z kwasem octowym. Uwzględnij powstawanie jonu kompleksowego tego metalu.

777

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 15. (2 pkt)

Sole Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniżej przedstawiono informacje dotyczące zawartości wybranych jonów w próbce pewnej wody mineralnej.


KATIONY, mg · dm⁻³	ANIONY, mg · dm⁻³
Na⁺ 254,00	HCO⁻₃ 357,80
Ca²⁺ 10,00	CO²⁻₃ 163,00
K⁺ 0,91	Cl⁻ 26,40
Mg²⁺ 0,37	SO²⁻₄ 7,81

Na podstawie oryginalnej etykiety wody mineralnej dostępnej na rynku.

Z przedstawionych informacji wynika, że woda mineralna to roztwór zawierający różne rozpuszczone sole.

15.1. (0–1)

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji chemicznej, w wyniku której nastąpi wytrącenie osadu – składnika tzw. kamienia kotłowego – po ogrzaniu wody mineralnej do temperatury 100°C.

15.2. (0–1)

Spośród wymienionych związków wybierz wszystkie, które – wprowadzone w odpowiednim nadmiarze do wody mineralnej – spowodują usunięcie jonów węglanowych i wodorowęglanowych. Podkreśl wzory wybranych związków.

KHCO₃

Ca(OH)₂

HCl

KMnO₄

778

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (1 pkt)

Dysocjacja Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Zdolność elektrolitu do dysocjacji zależy od właściwości tego elektrolitu oraz od właściwości użytego rozpuszczalnika. Im silniejszą zasadą Brønsteda jest rozpuszczalnik, tym w większym stopniu dysocjuje w nim elektrolit będący kwasem Brønsteda.
Zbadano dysocjację jednoprotonowego kwasu HA w różnych rozpuszczalnikach. W wodzie HA jest słabym kwasem.

Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz nazwę rozpuszczalnika.

W danej temperaturze wartość stałej dysocjacji kwasu HA jest największa w roztworze, w którym rozpuszczalnikiem jest (ciekły amoniak / kwas mrówkowy / metanol / woda).

779

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 16. (2 pkt)

Sole Napisz równanie reakcji Zaprojektuj doświadczenie

W temperaturze T stała dysocjacji kwasowej kwasu etanowego (octowego) jest równa K_a = 1,8 · 10^–5, a stała dysocjacji zasadowej amoniaku jest równa K_b = 1,8 · 10^–5.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym po zmieszaniu reagentów w stosunku stechiometrycznym powstały wodne roztwory soli o temperaturze T. Odczyn roztworu wodnego otrzymanej soli: