Zadania maturalne z chemii

161

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (4 pkt)

Reakcje i właściwości kwasów i zasad Napisz równanie reakcji Zaprojektuj doświadczenie Podaj/wymień

Za pomocą odpowiednio przeprowadzonych doświadczeń można porównać charakter kwasowy fenolu, kwasu solnego i kwasu węglowego.

8.1. (0–1)

Zaprojektuj jedno doświadczenie, którym potwierdzisz, że spośród wymienionych substancji najmocniejszym kwasem jest kwas solny, a najsłabszym – fenol. W tym celu uzupełnij schemat doświadczenia. Wpisz wzory wszystkich związków, których wodnych roztworów należy użyć w doświadczeniu. Substancje wybierz spośród następujących:

C₆H₅ONa
NaCl
HCl
Ca(OH)₂
C₆H₅OH
Na₂CO₃

Wszystkie roztwory były świeżo przygotowane.

8.2. (0–1)

Napisz, co będzie można zaobserwować podczas przeprowadzonego doświadczenia.

Kolba:

Probówka:

8.3. (0–2)

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w kolbie i w probówce podczas przeprowadzonego doświadczenia.

Równanie reakcji zachodzącej w kolbie:

Równanie reakcji zachodzącej w probówce:

162

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (3 pkt)

Dysocjacja pH Napisz równanie reakcji Oblicz

Kwas siarkowy(VI) w temperaturze pokojowej jest oleistą cieczą o gęstości prawie dwukrotnie większej niż gęstość wody. Czysty, bezwodny kwas siarkowy(VI) ulega częściowej autodysocjacji, dzięki czemu przewodzi prąd elektryczny.
W wyniku reakcji kwasu siarkowego(VI) z wodorotlenkiem sodu, w której stosunek molowy substratów jest równy 1 : 1, powstaje wodorosiarczan(VI) sodu. Wodny roztwór wodorosiarczanu(VI) sodu charakteryzuje się kwasowym odczynem, ponieważ jony obecne w roztworze ulegają reakcji zgodnie z poniższym równaniem:

Stała równowagi opisanej reakcji w temperaturze T jest równa 1,0 · 10⁻².

Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.

9.1. (0–1)

Napisz równanie autodysocjacji kwasu siarkowego(VI) polegającej na przeniesieniu protonu z jednej cząsteczki H₂SO₄ do drugiej. W równaniu podkreśl wzór kwasu Brønsteda sprzężonego z cząsteczką H₂SO₄ jako zasadą Brønsteda.

9.2. (0–2)

Rozpuszczono 0,600 g NaHSO₄ w wodzie i otrzymano 100 cm³ roztworu o temperaturze T. W tym roztworze reakcji z wodą uległo znacznie więcej niż 5% jonów wodorosiarczanowych(VI).

Oblicz pH tego roztworu. Wynik końcowy podaj z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku.

163

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9. (3 pkt)

Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

Produktem spalania sodu w tlenie jest nadtlenek tego metalu o wzorze Na₂O₂ (reakcja 1.). Do wody z dodatkiem kilku kropli fenoloftaleiny wprowadzono nadtlenek sodu. Przebiegła gwałtowna reakcja, w wyniku której powstał m.in. nadtlenek wodoru, a roztwór zabarwił się na malinowo (reakcja 2.). Następnie do otrzymanej mieszaniny dodano wodny roztwór kwasu siarkowego(VI), czego skutkiem stało się odbarwienie roztworu (reakcja 3.). Otrzymany roztwór ogrzano, co doprowadziło do wydzielenia bezbarwnego i bezwonnego gazu, który podtrzymuje palenie (reakcja 4.).

Napisz w formie cząsteczkowej równania czterech opisanych przemian.

Równanie reakcji 1.:

Równanie reakcji 2.:

Równanie reakcji 3.:

Równanie reakcji 4.:

164

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 10. (2 pkt)

Wodorotlenki Identyfikacja związków nieorganicznych Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

W pięciu probówkach – oznaczonych literami od A do E – znajdują się roztwory następujących substancji: wodorotlenku sodu, siarczanu(VI) magnezu, azotanu(V) ołowiu(II), azotanu(V) amonu oraz jodku potasu. Probówki są ułożone w przypadkowej kolejności.

W celu identyfikacji ich zawartości przeprowadzono doświadczenie polegające na zmieszaniu parami niewielkich ilości roztworów z probówek od A do E. Wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli:

10.1. (1 pkt)

Podaj wzory substancji znajdujących się w probówkach od A do E.

10.2. (1 pkt)

Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zachodzi po zmieszaniu roztworów siarczanu(VI) magnezu i wodorotlenku sodu.

165

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 11. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane na poniższym schemacie.

Określ odczyn otrzymanego roztworu. Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, którym potwierdzisz wskazany odczyn.

Odczyn roztworu:

Równanie reakcji:

166

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 11. (1 pkt)

Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji Napisz równanie reakcji

Masa molowa pewnej soli jednego z metali 1. grupy układu okresowego pierwiastków jest równa 150 g ⋅ mol⁻¹. Sporządzono wodny roztwór tej soli i wykonano doświadczenie zgodnie z poniższym schematem

Po zakończeniu reakcji do otrzymanego roztworu dodano kleik skrobiowy i zaobserwowano pojawienie się granatowego zabarwienia.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w roztworze podczas przeprowadzonego doświadczenia.

167

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11. (3 pkt)

Metale Stechiometryczny stosunek reagentów Reakcje i właściwości kwasów i zasad Oblicz Napisz równanie reakcji

Na odważkę stopu glinu z magnezem o masie 7,50 g podziałano nadmiarem rozcieńczonego kwasu solnego. Podczas roztwarzania stopu w kwasie solnym zachodziły reakcje zilustrowane równaniami:

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

W wyniku całkowitego roztworzenia stopu otrzymano klarowny roztwór, do którego dodano nadmiar wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Zaszły reakcje opisane równaniami:

AlCl₃ + 6NaOH → Na 3[Al(OH)₆] + 3NaCl
MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + 2NaCl

Otrzymany nierozpuszczalny w wodzie związek odsączono, przemyto wodą, wysuszono i zważono. Jego masa (w przeliczeniu na czysty wodorotlenek magnezu) była równa 11,67 g.

11.1. (0–2)

Oblicz zawartość procentową glinu w stopie (w procentach masowych).

11.2. (0–1)

Klarowny roztwór uzyskany po odsączeniu osadu Mg(OH)₂ nasycono tlenkiem węgla(IV). Zaobserwowano wytrącenie białego osadu wodorotlenku glinu.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie opisanej reakcji chemicznej.

168

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 11. (2 pkt)

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

W oddzielnych naczyniach umieszczono po 100 cm³ wodnych roztworów kwasów jednoprotonowych o wzorach HA i HB i stężeniach 0,1 mol · dm^–3. Do każdego naczynia dodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol · dm^–3. Za pomocą pehametru mierzono pH każdej mieszaniny reakcyjnej. Wyniki pomiarów przedstawiono na wykresie.

Dla każdego z kwasów zaznaczono punkt równoważnikowy (PR), czyli wartość pH roztworu otrzymanego po zmieszaniu roztworów zawierających stechiometryczne ilości kwasu i wodorotlenku sodu.

11.1. (1 pkt)

Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

Różna wartość pH wyjściowych roztworów wynika z tego, że użyto elektrolitów o różnej mocy. Kwas HA użyty w doświadczaniu to (mocny / słaby) elektrolit, a kwasem HB może być kwas (solny / octowy).
Wartość pH w punkcie równoważnikowym dla kwasu HB wynosi 7, co oznacza, że po dodaniu do roztworu tego kwasu stechiometrycznej ilości wodnego roztworu wodorotlenku sodu stężenie kationów wodorowych i stężenie anionów wodorotlenkowych w roztworze są (jednakowe / różne). Wartość stężenia jonów wodorotlenkowych w tym roztworze jest równa (1 · 10^–14 / 1 · 10^–7).

11.2. (1 pkt)

Wartość pH w punkcie równoważnikowym dla kwasu HA wynosi 8,70.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która powoduje, że roztwór w punkcie równoważnikowym nie ma odczynu obojętnego. Zastosuj wzór ogólny kwasu HA.

169

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 12. (2 pkt)

Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

W trzech nieopisanych probówkach znajdują się wodne roztwory następujących soli: BaCl₂, NH₄Cl oraz NaCl. W każdej probówce znajduje się roztwór tylko jednej soli.

12.1. (1 pkt)

Z poniższej listy wybierz dwa odczynniki, których zastosowanie pozwoli jednoznacznie określić zawartość każdej probówki.

NaOH (aq) NaNO₃ (aq) AgNO₃ (aq) HCl (aq) Na₂SO₄ (aq)

Wypełnij poniższą tabelę – wpisz wzory wybranych odczynników oraz opisz zmiany możliwe do zaobserwowania (lub zaznacz brak zmian), zachodzące po dodaniu wybranych odczynników do probówek z wodnymi roztworami soli.

Wzór odczynnika	Opis zmian
Wzór odczynnika	probówka z BaCl₂ (aq)	probówka z NH₄Cl (aq)	probówka z NaCl (aq)
1.
2.

12.2. (1 pkt)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która pozwoliła na jednoznaczne określenie zawartości probówki zawierającej wodny roztwór NH₄Cl.

170

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 12. (2 pkt)

Sole Napisz równanie reakcji

Siarczek magnezu (MgS) można otrzymać w bezpośredniej syntezie z pierwiastków (reakcja 1.). Siarczek wapnia (CaS) natomiast otrzymuje się przez redukcję siarczanu(VI) wapnia (CaSO₄) węglem; drugim produktem tej przemiany jest tlenek węgla(II) (reakcja 2.).

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2013.

Napisz w formie cząsteczkowej równania dwóch opisanych przemian.