Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A., Kraków 2014

Z

K

am or

1

BADANIE WYNIKÓW NAUCZANIA Z CHEMII

POZIOM ROZSZERZONY

(CHEMIA NIEORGANICZNA)

Czas pracy 45 minut

Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 30 punktów.

Zadanie 1. (1 pkt)

1.1

Sód i potas są bardzo aktywnymi metalami, co sprawia, że przechowuje się je w odpowiedni sposób (za-

zwyczaj w zamkniętych naczyniach pod warstwą oleju parafinowego lub nafty). Metale te pozostawione

na powietrzu bardzo szybko pokrywają się jasnym nalotem, a spalane w tlenie tworzą związki o wzorach

Na

2

O

2

i KO

2

.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl odpowiednie oznaczenie literowe w każdym nawiasie.

A. tlenek

B. nadtlenek

C. ponadtlenek

D. – ½

E. –I

F. –II

Związek o wzorze Na

2

O

2

to ( A , B , C ) sodu, w którym tlen przyjmuje stopień utlenienia ( D , E , F ).

Związek o wzorze KO

2

to ( A , B , C ) potasu, w którym tlen przyjmuje stopień utlenienia ( D , E , F ).

Informacja do zadań 2–3

Przygotowano dwie probówki z bocznym tubusem, do których wsypano rozkruszone kawałki wapienia

i gipsu krystalicznego. Probówki zamknięto szczelnie korkiem, a na tubus nałożono gumowy wężyk, któ-

rego wylot umieszczono w zlewce z wodą wapienną. Zawartości probówek ogrzewano za pomocą palnika.

Opisane doświadczenie ilustruje poniższy schemat.

woda

wapienna

wapień

woda

wapienna

gips

krystaliczny

Zadanie 2 (1 pkt)

2.1

Podkreśl T (tak), jeśli obserwacja jest prawdziwa, lub N (nie) – jeśli jest nieprawdziwa.

W obu probówkach wydziela się bezbarwny gaz, który powoduje mętnienie wody wapiennej. T

N

Na ściankach probówki z gipsem krystalicznym pojawiają się krople bezbarwnej cieczy.

T

N

Dokument pobrany przez: b087146719b4022d0e87a9faa8b99e8a0da7a351

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A., Kraków 2014

Z

K

am or

2

Zadanie 3 (2 pkt)

3.1

Napisz (w formie cząsteczkowej) równania reakcji, które zachodzą w probówkach pod wpływem

ogrzewania. Przyjmij, że w sieci krystalicznej produktu reakcji termicznego rozkładu gipsu krysta-

licznego na 2 mole soli przypada 1 mol cząsteczek wody.

Probówka z wapieniem: ................................................................................................................................

Probówka z gipsem krystalicznym: ..............................................................................................................

Informacja do zadań 4–7

W temperaturze pokojowej przeprowadzono doświadczenie, w którym porównano właściwości chemiczne

glinu, tlenku glinu i wodorotlenku glinu.

W tym celu do dziewięciu probówek wprowadzono substraty zgodnie z podanym niżej wykazem:
Probówka 1: Al + H

2

SO

4(stęż.)

Probówka 4: Al

2

O

3

+ H

2

SO

4(rozc.)

Probówka 7: Al(OH)

3

+ H

2

SO

4(rozc.)

Probówka 2: Al + NaOH

(aq)

Probówka 5: Al

2

O

3

+ NaOH

(aq)

Probówka 8: Al(OH)

3

+ NaOH

(aq)

Probówka 3: Al + H

2

O

Probówka 6: Al

2

O

3

+ H

2

O

Probówka 9: Al(OH)

3

+ H

2

O

W niektórych próbach wśród produktów reakcji otrzymano związek koordynacyjny, dla którego przyjmij,

że liczba koordynacji atomu centralnego wynosi 4.

Zadanie 4 (1 pkt)

4.1

Podaj numer lub numery probówek, w których nie zaobserwowano zmian. .........................................

Zadanie 5 (1 pkt)

5.1

Podaj nazwy wszystkich związków zawierających glin, które otrzymano w powyższym doświadczeniu.

.........................................................................................................................................................................

Zadanie 6 (1 pkt)

6.1

Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce, w której zaobserwo-

wano wydzielanie się gazu.

.........................................................................................................................................................................

Zadanie 7 (2 pkt)

7.1

Uzupełnij poniższą tabelę.

Al

Al

2

O

3

Al(OH)

3

Stan skupienia

(temperatura pokojowa)

Barwa

Charakter chemiczny

–

Dokument pobrany przez: b087146719b4022d0e87a9faa8b99e8a0da7a351

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A., Kraków 2014

Z

K

am or

3

Zadanie 8 (4 pkt)

8.1 8.2

Do 20 cm

3

roztworu pewnej mocnej jednowodorotlenowej zasady YOH o pH = 12, zawierającej doda-

tek alkoholowego roztworu fenoloftaleiny, dodano 200 cm

3

roztworu pewnego słabego jednoprotonowego

kwasu HX o pH = 3. Opisane doświadczenie zilustrowano poniższym schematem:

200 cm

3

HX, pH = 3

20 cm

3

YOH, pH = 12

+ alkoholowy roztwór

fenoloftaleiny

Po dodaniu kwasu do roztworu zasady z dodatkiem fenoloftaleiny zaobserwowano, że malinowa barwa

roztworu w kolbie nie znika. Na podstawie obserwacji postawiono dwie hipotezy:
1. Kwas HX i zasada YOH zostały zmieszane w stosunku niestechiometrycznym, dlatego otrzymany roztwór

ma odczyn zasadowy.

2. Otrzymana w reakcji sól ulega w roztworze wodnym procesowi hydrolizy anionowej.

a) Zweryfikuj hipotezę 1, wykonując odpowiednie obliczenia. Uzasadnij swoją opinię przez podkreś­

lenie właściwego zwrotu w nawiasie i dokończenie zdania.

Obliczenia:

Hipoteza 1 ( była / nie była ) poprawna, ponieważ .....................................................................................
.........................................................................................................................................................................

b) Zweryfikuj hipotezę 2. Używając symbolicznych wzorów, podaj zapis procesu (w formie jonowej

skróconej), jakiemu ulega otrzymana w doświadczeniu sól.

Hipoteza 2 ( była / nie była ) poprawna.
.........................................................................................................................................................................

Dokument pobrany przez: b087146719b4022d0e87a9faa8b99e8a0da7a351

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A., Kraków 2014

Z

K

am or

4

Zadanie 9 (1 pkt)

9.1

Fragment sieci krystalicznej diamentu

Fragment sieci krystalicznej grafitu

Korzystając ze swojej wiedzy oraz z rysunków przedstawiających fragmenty sieci krystalicznej dia­

mentu i grafi tu, oceń poprawność poniższych zdań. Podkreśl T (tak), jeśli zdanie jest prawdziwe, lub

N (nie) – jeśli jest nieprawdziwe.

Diament i grafi t to odmiany alotropowe węgla.

T

N

Typ hybrydyzacji orbitali atomów węgla w diamencie to sp

3

, zaś w grafi cie – sp.

T

N

Diament i grafi t tworzą kryształy kowalencyjne.

T

N

Zadanie 10 (2 pkt)

10.1 10.2

Uzupełnij poniższe zdania dotyczące budowy i właściwości amoniaku. W każdym nawiasie wybierz

i podkreśl właściwą odpowiedź.

a) Cząsteczka tego związku wykazuje wypadkowy moment dipolowy ( µ = 0 , µ ≠ 0 ).
Cząsteczka tego związku ma budowę ( polarną , niepolarną ).
Kąt między wiązaniami w cząsteczce tego związku wynosi w przybliżeniu ( 180º , 109º , 107º ).

b) Związek ten w warunkach normalnych jest ( ciałem stałym , cieczą , gazem ) i ( dobrze , słabo ) roz-
puszcza się w wodzie.
Ma charakter ( kwasowy , obojętny , zasadowy ).

Zadanie 11 (2 pkt)

11.1

Poniżej podano wzory sumaryczne pięciu substancji gazowych otrzymywanych w pracowni laboratoryjnej.
N

2

Cl

2

SO

2

CH

4

NH

3

Spośród wymienionych gazów wybierz i zapisz wzory tych, które mogą być zbierane poniższymi

sposobami.

H

2

O

Sposób 1

Sposób 2

..............................................................

.......................................................

Dokument pobrany przez: b087146719b4022d0e87a9faa8b99e8a0da7a351

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A., Kraków 2014

Z

K

am or

5

Informacja do zadań 12–13

Wszystkie fluorowce reagują z wodorem, tworząc fluorowcowodory. W poniższej tabeli podano masy mo-

lowe, temperatury wrzenia (pod ciśnieniem 1013 hPa) oraz długości wiązań dla odpowiednich fluorowco-

wodorów:

Wzór związku

Masa molowa, g ∙ mol

–1

Temperatura wrzenia, ºC

Długość wiązania, pm

HF

20

19,9

91,7

HCl

36,5

– 85,2

127,4

HBr

81

– 67,2

141,4

HI

128

– 35,2

160,9

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Fluorowcowodory wprowadzone do wody tworzą odpowiednie kwasy beztlenowe.

Zadanie 12 (1 pkt)

12.1

Wyjaśnij, dlaczego fluorowodór (pomimo najmniejszej masy molowej) ma najwyższą temperaturę

wrzenia w porównaniu z innymi fluorowcowodorami.
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

Zadanie 13 (1 pkt)

13.1

W podanym zdaniu wybierz i podkreśl odpowiedni wzór lub sformułowanie.

Najmocniejszym kwasem beztlenowym fluorowców jest ( HF , HCl , HBr , HI ), ponieważ wiązanie w czą-

steczce tego kwasu jest ( najdłuższe , najkrótsze ) i dlatego ( najłatwiej , najtrudniej ) ulega rozerwaniu.

Zadanie 14 (1 pkt)

14.1

W trzech nieoznakowanych probówkach umieszczono wodne roztwory soli: węglanu sodu, azotanu(V)

baru i siarczku amonu o tym samym stężeniu.
Z podanego niżej spisu odczynników wybierz i podkreśl wzór tego, który umożliwi jednoznaczną

identyfikację badanych soli. Napisz w tabeli obserwacje potwierdzające obecność tych soli w anali-

zowanych roztworach.

Roztwory wodne substancji:

KOH

HCl

MgCl

2

Obserwacje dla probówki zawierającej roztwór

Na

2

CO

3

Ba(NO

3

)

2

(NH

4

)

2

S

Dokument pobrany przez: b087146719b4022d0e87a9faa8b99e8a0da7a351

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A., Kraków 2014

Z

K

am or

6

Zadanie 15 (1 pkt)

15.1

W roztworze pomiędzy jonami chromianowymi(VI) i dichromianowymi(VI) ustalił się stan równowagi

chemicznej:

2CrO

4

2–

+ H

2

O →

← Cr

2

O

7

2–

+ 2OH

–

Uczeń chciał doświadczalnie sprawdzić, w jaki sposób dodatek kwasu wpłynie na stan równowagi powyż-

szej reakcji.
Uzupełnij poniższą obserwację poprzez podkreślenie odpowiedniego słowa. Odpowiedź uzasadnij,

odnosząc się do reguły przekory.
Po dodaniu kwasu otrzymano ( żółty , zielony , pomarańczowy ) roztwór.
Uzasadnienie obserwacji: ..............................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

Zadanie 16 (2 pkt)

16.1

Poniżej przedstawiono równanie pewnej reakcji chemicznej:

3K

2

MnO

4

+ 2H

2

SO

4

→ MnO

2

+ 2KMnO

4

+ 2K

2

SO

4

+ 2H

2

O

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis

jonowo­elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas

tej przemiany.

Równanie reakcji redukcji: ............................................................................................................................

Równanie reakcji utleniania: .........................................................................................................................

Zadanie 17 (1 pkt)

17.1

Żelazo jest znanym już od starożytności metalem o ogromnym znaczeniu gospodarczym.

W suchym powietrzu żelazo nie ulega zmianom. Jego powierzchnia jest bowiem pokryta cienką warstew-

ką, która dzięki swojej szczelności stanowi wystarczająca ochronę przed działaniem tlenu atmosferycz-

nego. Warstewka taka w razie uszkodzenia mechanicznego, np. zadrapania powierzchni, regeneruje się

samoczynnie na skutek reakcji świeżej, odsłoniętej powierzchni z zawartym w powietrzu tlenem.

W zetknięciu z roztworem elektrolitów oraz w wilgotnym powietrzu stopniowo przemienia się w miesza-

ninę uwodnionych tlenków, węglanów i innych soli.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Podaj nazwy dwóch procesów, o których mowa w powyższym opisie.

Nazwy procesów: ..........................................................................................................................................

Dokument pobrany przez: b087146719b4022d0e87a9faa8b99e8a0da7a351

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A., Kraków 2014

Z

K

am or

7

Informacja do zadań 18–20

Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem:

NaOH

(aq)

parafina

1.

2.

FeCl

2(aq)

NaOH

(aq)

FeCl

2(aq)

2. 3% H

2

O

2

1. NaOH

(aq)

NaOH

(aq)

FeCl

2(aq)

FeCl

3(aq)

3.

4.

Zadanie 18 (1 pkt)

18.1

Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując barwy użytych roztworów soli żelaza.

Roztwór FeCl

2

Roztwór FeCl

3

Barwa

Zadanie 19 (1 pkt)

19.1

Podaj numer lub numery probówek, w których ostatecznie otrzymano czerwonobrunatny osad.

...........................................................................

Zadanie 20 (2 pkt)

20.1

Zapisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących w probówce oznaczonej numerem 3.

1. ....................................................................................................................................................................

2. ....................................................................................................................................................................

Zadanie 21 (1 pkt)

21.1

W roztworze soli zanurzono metalową płytkę. Po pewnym czasie płytkę wyjęto z roztworu, osuszono i za-

notowano obserwacje.

Obserwacje: Na srebrzystoszarej płytce pojawiły się ubytki i osadził się czerwonobrunatny nalot, a roztwór

się odbarwił.
Wybierz i zaznacz schemat, który przedstawia opisane wyżej doświadczenie.

A.

B.

C.

D.

Ag

CuSO

4(aq)

AgNO

3(aq)

AgNO

3(aq)

CuSO

4(aq)

Cu

Al

Fe

Dokument pobrany przez: b087146719b4022d0e87a9faa8b99e8a0da7a351