Zadania maturalne z chemii
W poniższej tabeli zestawiono wybrane właściwości fizyczne potasu i wapnia.
| Nazwa pierwiastka | Temperatura topnienia, K | Gęstość, g ⋅ cm−3 |
|---|---|---|
| potas | 336,43 | 0,86 |
| wapń | 1115,00 | 1,55 |
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Podczas reakcji wapnia i potasu z wodą te metale pływają po powierzchni wody, ponieważ gęstość każdego z nich jest mniejsza od gęstości wody. | P | F |
| 2. | Atomy wapnia i potasu, oddając elektrony walencyjne, przechodzą w dodatnio naładowane jony o konfiguracji elektronowej tego samego gazu szlachetnego. | P | F |
| 3. | Atomy wapnia są mniejsze od atomów potasu; dwudodatnie jony wapnia są mniejsze od jednododatnich jonów potasu. | P | F |
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
1. F 2. P 3. P
Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było porównanie aktywności trzech metali oznaczonych umownie literami A, X i Z. Przebieg doświadczenia zilustrowano poniższym schematem.
Zmiany zaobserwowane podczas doświadczenia pozwoliły stwierdzić, że aktywność użytych metali rośnie w szeregu A, Z, X.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Spośród metali A, X, Z najsilniejszym reduktorem jest metal X. | P | F |
| 2. | Spośród jonów A2+ , X2+ , Z2+ najsilniejszym utleniaczem jest jon A2+ . | P | F |
| 3. | Podczas przeprowadzonego doświadczenia tylko w probówce III nie zaobserwowano objawów reakcji. | P | F |
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
1. – P, 2. – P, 3. – F
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:
II 3Tl + Mo3+ → 3Tl+ + Mo
III Hf + Tc4+ → Hf4+ + Tc
IV Hf + 4Tl+ → Hf4+ + 4Tl
V 4Mo + 3Tc4+ → 4Mo3+ + 3Tc
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
18.1.
Uszereguj wymienione metale według malejącej aktywności chemicznej – napisz ich symbole w odpowiedniej kolejności.
18.2.
Spośród kationów biorących udział w opisanych reakcjach wybierz jon, który jest najsilniejszym utleniaczem, i jon, który jest najsłabszym utleniaczem. Napisz wzory wybranych jonów.
18.1. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne uszeregowanie metali.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Hf, Tl, Mo, Tc
Uwaga! Jeśli zdający zamiast symboli pierwiastków poda ich nazwy, należy przyznać punkt.
18.2. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawny zapis wzorów wybranych kationów.
0 p. – za każdą inną odpowiedź albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Najsilniejszy utleniacz: Tc4+ Najsłabszy utleniacz: Hf4+
Beryl jest metalem, który reaguje z kwasami oraz ze stężonymi zasadami. Poniżej przedstawiono schemat reakcji berylu z kwasem i zasadą.
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji oznaczonych numerami 1 i 2, wiedząc, że jednym z produktów obu przemian jest ten sam gaz. Uwzględnij tworzenie się kompleksowych jonów berylu.
Równanie reakcji 1:
……………………………………………………………………………………………………..
Równanie reakcji 2:
……………………………………………………………………………………………………..
Schemat punktowania
2 p. – za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji.
1 p. – za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji.
0 p. – za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki stechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Równanie reakcji 1:
Be + 2H3O+ + 2H2O → [Be(H2O)4]2+ + H2
lub
Be + 2H+ + 4H2O → [Be(H2O)4]2+ + H2
Równanie reakcji 2:
Be + 2OH− + 2H2O → [Be(OH)4]2− + H2
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.
15.1. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawny wybór wyjaśnienia.
0 p. – za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
| 1. | Ołów praktycznie nie roztwarza się w rozcieńczonym kwasie jodowodorowym ani w rozcieńczonym kwasie bromowodorowym, ponieważ nie wypiera on wodoru z kwasów. | |
| 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. |
15.2. (0–2)
Schemat punktowania
2 p. – za poprawne napisanie równania procesu redukcji w formie jonowej – z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy)
oraz
za poprawne napisanie równania procesu utleniania w formie jonowej – z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) i uwzględnieniem powstawania jonu kompleksowego.
1 p. – za poprawne napisanie tylko równania procesu redukcji w formie jonowej –
z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-
elektronowy)
albo
za poprawne napisanie tylko równania procesu utleniania w formie jonowej –
z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-
elektronowy) i uwzględnieniem powstawania jonu kompleksowego.
0 p. – za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki stechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
- NO−3 + 4H+ + 3e− → NO + 2H2O
lub
HNO3 + 3H+ + 3e− → NO + 2H2O - Pb + 4CH3COOH → [Pb(CH3COO)4]2− + 4H+ + 2e−
lub
Pb + 4CH3COO− → [Pb(CH3COO)4]2− + 2e−
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.
……………………………………………………….
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne napisanie wzoru jonu, który jest najsilniejszym utleniaczem.
0 p. – za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Ag+
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.
| Numer probówki |
Barwa roztworu | |
| przed zanurzeniem płytki | po wyjęciu płytki | |
| I | ||
| II | ||
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne uzupełnienie tabeli.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
| Numer probówki |
Barwa roztworu | |
| przed zanurzeniem płytki | po wyjęciu płytki | |
| I | (roztwór) bezbarwny | niebieska |
| II | zielona | |
Cynk, magnez i glin w opisanych poniżej doświadczeniach ulegają przemianom zilustrowanym następującymi schematami:
W kolbach oznaczonych numerami I, II i III umieszczono w przypadkowej kolejności próbki cynku, magnezu i glinu. W każdej kolbie była próbka innego metalu. Na te metale podziałano kwasem solnym. Opisane doświadczenie zilustrowano poniższym schematem.
Podczas opisanego doświadczenia w każdej kolbie metal uległ całkowitemu roztworzeniu i powstały klarowne, bezbarwne roztwory chlorków badanych metali. Przebiegowi wszystkich reakcji towarzyszyło wydzielanie się bezbarwnego gazu.
9.1.
Spośród czynności, których nazwy podano poniżej, wybierz tę, którą należy wykonać jako pierwszą w celu wyodrębnienia z każdej mieszaniny poreakcyjnej (powstałej podczas opisanego doświadczenia) jonowego produktu reakcji. Podkreśl jej nazwę.
sączenie odwirowanie odparowanie pod wyciągiem
9.2.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji glinu z kwasem solnym.
……………………………………………………………………………………………………..
9.1. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawny wybór i podkreślenie nazwy czynności.
0 p. – za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
sączenie odwirowanie odparowanie pod wyciągiem
9.2. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej równania reakcji.
0 p. – za błędne napisanie równania reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki stechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2
lub
2Al + 6H3O+ → 2Al3+ + 3H2 + 6H2O
Poniższy diagram fazowy tlenku węgla(IV) przedstawia wartości temperatury i ciśnienia, w których CO2 występuje w różnych fazach: w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Linie ciągłe określają warunki temperatury i ciśnienia, w których istnieje trwała równowaga między dwiema fazami. W punkcie oznaczonym symbolem P3 (T = 216 K i p = 5100 hPa) CO2 występuje w trzech fazach znajdujących się w stanie równowagi.
Na podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Podstawy fenomenologiczne, Warszawa 2007.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Pod ciśnieniem wyższym od 5100 hPa tlenek węgla(IV) nie występuje w ciekłym stanie skupienia. | P | F |
| 2. | W temperaturze 195 K i pod ciśnieniem 1013 hPa stały tlenek węgla(IV) może ulegać sublimacji. | P | F |
| 3. | Zmianę wartości temperatury topnienia tlenku węgla(IV) w zależności od ciśnienia ilustruje krzywa oznaczona numerem 2. | P | F |
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
1. – F, 2. – P, 3. – F
Detergenty to związki, których cząsteczki zawierają fragment hydrofilowy (grupę polarną) i część hydrofobową (łańcuch niepolarny). Poniżej przedstawiono wzór karnityny:
Rozstrzygnij, czy karnityna może być stosowana jako detergent. Odpowiedź uzasadnij – w uzasadnieniu uwzględnij budowę cząsteczki karnityny.
Rozstrzygnięcie:
……………………………………………………………………………………………………..
Uzasadnienie:
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie uwzględniające budowę cząsteczki karnityny i wskazujące w dowolny sposób na brak części hydrofobowej.
0 pkt – odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Rozstrzygnięcie: Nie, (karnityna nie może być stosowana jako detergent).
Uzasadnienie:
Cząsteczka karnityny nie zawiera łańcucha hydrofobowego (węglowodorowego, niepolarnego).
ALBO
Cząsteczka karnityny nie ma budowy amfifilowej.
ALBO
Cząsteczka karnityny zawiera tylko grupy polarne.
Uwaga: Uzasadnienia:
- Cząsteczka karnityny jest dipolem.
- Cząsteczka karnityny jest polarna.
są niewystarczające.