Do probówki ze stałym etanianem (octanem) sodu dodano kwas siarkowy(VI)
i zawartość naczynia ogrzano. U wylotu próbówki wyczuwalny był charakterystyczny ostry
zapach.
W dwóch nieopisanych probówkach znajdują się wodne roztwory dwóch soli (każdy roztwór
w innej probówce). Wiadomo, że jednym roztworem jest wodny roztwór etanianu (octanu)
magnezu, a drugim – wodny roztwór etanianu (octanu) sodu.
Oceń, czy po dodaniu wodnego roztworu kwasu ortofosforowego(V) do obu probówek
i ogrzaniu ich zawartości możliwe będzie wskazanie, w której probówce znajdował się
wodny roztwór etanianu magnezu, a w której – wodny roztwór etanianu sodu. Odpowiedź
uzasadnij.
Tetratlenek triołowiu (minia ołowiowa) to związek o wzorze Pb3O4. W tym związku ołów
występuje na dwóch różnych parzystych stopniach utlenienia. W praktyce laboratoryjnej jest
stosowany często w procesach utleniania i redukcji, np. w reakcji z udziałem jonów
manganu(II) zachodzącej według poniższego schematu:
Mn2+ + Pb3O4 + H3O+ → MnO−4 + Pb2+ + H2O
16.1. (1 pkt)
Napisz stopnie utlenienia ołowiu w Pb3O4 oraz podaj liczbę moli elektronów potrzebnych
do zredukowania jednego mola tego związku do metalicznego ołowiu.
Stopnie utlenienia ołowiu w Pb3O4:
Liczba moli elektronów:
16.2. (2 pkt)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddawanych lub pobieranych elektronów
(zapis jonowo-elektronowy) równanie procesu redukcji i równanie procesu utleniania
zachodzących podczas reakcji Pb3O4 z udziałem jonów Mn2+.
Równanie procesu redukcji:
Równanie procesu utlenienia:
16.3. (1 pkt)
Opisz zmiany barwy roztworu, w którym przebiegała opisana wyżej reakcja z udziałem
jonów Mn2+.
Wartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym
zmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory,
których pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji
składników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je
buforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas–zasada
Brønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę
i jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę
wodorosoli.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004
Jednym z buforów odpowiedzialnych za utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej krwi jest
bufor fosforanowy, który można otrzymać przez rozpuszczenie dwóch wodorosoli kwasu
ortofosforowego(V) w wodzie.
Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji ilustrujące działanie opisanego buforu fosforanowego. Przyjmij, że substraty reagują w stosunku molowym 1 : 1.
Złoto jest doskonale kowalnym żółtym metalem o silnym połysku. W czystej postaci jest
stosunkowo miękkie, więc w wyrobach jubilerskich stosuje się stopy złota z innymi metalami,
np. srebrem lub miedzią. Zawartość czystego złota w tych wyrobach podaje się w jednostkach
zwanych karatami. Jeden karat odpowiada 1/24 zawartości masowej złota w stopie, co oznacza,
że czyste złoto jest 24-karatowe. Złoto jest metalem szlachetnym, więc trudno ulega reakcjom
chemicznym. Roztwarza się w wodzie królewskiej, przy czym powstaje m.in. chlorkowy
kompleks złota(III), co ilustruje poniższe równanie:
Au + HNO3 + 4HCl → AuCl–4 + H+ + NO + 2H2O
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna – Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2012 oraz L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2006.
Oblicz, ile gramów czystego złota należy stopić z 10 gramami 15-karatowego złota, aby otrzymać złoto 18-karatowe.
W probówkach 1–3 znajdują się (w nieznanej kolejności) bezbarwne wodne roztwory
następujących substancji: chlorku sodu, siarczanu(VI) magnezu i węglanu sodu. Ponieważ
probówki z roztworami nie były opisane, aby zidentyfikować ich zawartość, wybrano dwa
odczynniki: wodny roztwór HCl i wodny roztwór BaCl2. Roztwór z każdej probówki
podzielono na dwie części i do każdej części dodano inny odczynnik. Wyniki eksperymentu
zestawiono w tabeli:
Numer probówki
Odczynnik
HCl (aq)
BaCl2 (aq)
1
brak objawów reakcji
brak objawów reakcji
2
zaobserwowano objawy reakcji
zaobserwowano objawy reakcji
3
brak objawów reakcji
zaobserwowano objawy reakcji
17.1. (1 pkt)
Napisz wzory lub nazwy substancji znajdujących się w probówkach 1–3.
Probówki:
1:
2:
3:
17.2. (2 pkt)
Napisz w formie jonowej skróconej równania obu reakcji, które umożliwiły identyfikację substancji znajdującej się w probówce 2.
Benzyna lekka otrzymywana w procesie przeróbki ropy naftowej jest mieszaniną ciekłych
węglowodorów zawierających od pięciu do dziewięciu atomów węgla w cząsteczce.
Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.
Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno właściwe określenie spośród
podanych w każdym nawiasie.
Benzynę lekką można rozdzielić na składniki przez (dekantację / destylację). W tej metodzie
do rozdziału mieszaniny wykorzystuje się różnice (gęstości / temperatury wrzenia / rozpuszczalności) jej składników.
Liczba oktanowa określa odporność benzyny na gwałtowne i nierównomierne spalanie. Liczba
oktanowa jest tym wyższa, im większa jest zawartość węglowodorów o łańcuchach węglowych
(prostych / rozgałęzionych) oraz węglowodorów aromatycznych w paliwie. Aby zwiększyć
liczbę oktanową, benzynę poddaje się procesowi (krakingu / reformingu) oraz wzbogaca ją
dodatkowymi składnikami.
Do reaktora wprowadzono pod ciśnieniem atmosferycznym gazową substancję X i zapoczątkowano reakcje chemiczną, w wyniku której powstał gaz Y. Po pewnym czasie,
w temperaturze T1, ustaliła się równowaga opisana równaniem:
X (g) ⇄ Y (g) ΔH > 0
Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru stężeń reagentów X i Y w trakcie trwania procesu
oraz po ustaleniu się stanu równowagi dynamicznej w temperaturze T1.
Następnie powtórzono ten eksperyment przy tym samym stężeniu początkowym substancji X
i tym samym ciśnieniu, ale w temperaturze T2 wyższej od temperatury T1.
17.1. (1 pkt)
Zaznacz wykres, który przedstawia zmianę stężenia reagentów w czasie trwania procesu
pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze T2 (linia przerywana), wyższej niż
temperatura T1 (linia ciągła).
17.2. (1 pkt)
Oceń, czy zmieni się (wzrośnie albo zmaleje), czy też nie ulegnie zmianie wydajność
reakcji otrzymywania substancji Y, jeśli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpi
wzrost ciśnienia w warunkach izotermicznych. Odpowiedź uzasadnij.
Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było porównanie aktywności chemicznej
czterech metali: talu (Tl), technetu (Tc), hafnu (Hf) i molibdenu (Mo). Stwierdzono, że
z udziałem wymienionych metali i ich jonów samorzutnie zachodzą reakcje, których przebieg
ilustrują poniższe równania w formie jonowej skróconej:
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
18.1. (0–1)
Uszereguj wymienione metale według malejącej aktywności chemicznej – napisz ich symbole w odpowiedniej kolejności.
największa aktywność
najmniejsza aktywność
18.2. (0–1)
Spośród kationów biorących udział w opisanych reakcjach wybierz jon, który jest najsilniejszym utleniaczem, i jon, który jest najsłabszym utleniaczem. Napisz wzory wybranych jonów.
W jednej z przemysłowych metod otrzymywania kwasu siarkowego(VI) jako substrat
pierwszego etapu stosuje się piryt (FeS2) – powszechnie występujący minerał.
FeS2 → SO2 → SO3 → H2SO4
W wyniku opisanego procesu – do którego na pierwszym etapie wykorzystano
100 gramów pirytu niezawierającego zanieczyszczeń – otrzymano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) o stężeniu 96% masowych. Sumaryczna wydajność procesu była równa 85%.
Oblicz masę wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) uzyskanego w opisanym procesie.
