www.ise.polsl.pl/strony/czasowe/kurs_dla_kandydatow_2007/b.%20testy%20maturalne/matura-%20maj%202006.doc

Matura - maj 2006

Informacja do zadania 1 i 2

Konfiguracja elektronowa atomu glinu w stanie podstawowym można przedstawić następująco: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ (K²L⁸M³)

Zad.1

Przepisz ten fragment konfiguracji elektronowej atomu glinu, który odnosi się do elektronów walencyjnych - elektrony walencyjne, to te, które znajdują się na zewnętrznej powłoce, czyli odpowiadają najwyższej wartości głównej liczby kwantowej, w podanym przykładzie 3 (M) - tak więc są to elektrony 3s²3p¹

Zad.2

Podaj stały stopień utlenienia, który glin przyjmuje w związkach chemicznych.

Glin w sposób typowy dla metali odda swoje elektrony walencyjne i w związku z tym przyjmie wartościowość ( odpowiadający jej stopień utlenienia) +III

Informacja do zadań 3 - 5

Chlorek glinu otrzymuje się w reakcji glinu z chlorowodorem lub działając chlorem na glin. Związek ten tworzy kryształy rozpuszczalne w wodzie zakwaszonej kwasem solnym. Z roztworów tych krystalizuje uwodniona sól - tzw. heksahydrat chlorku glinu ( gr. Heks = sześć). Hydraty sole uwodnione to sole zawierające w sieci krystalicznej cząsteczki wody np. dekahydrat węglanu sodu, Na₂CO₃•10H₂O Zapis ten oznacza, że w sieci krystalicznej tej soli na dwa jony sodu i 1 jon węglanowy przypada 10 cząsteczek wody. Chlorek glinu jest stosowany jako katalizator w wielu syntezach organicznych.

Zad.3

1. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji ilustrujące wymienione w informacji metody otrzymywania chlorku glinu

Równanie reakcji ilustrujące metodę 1: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Równanie reakcji ilustrujące metodą 2: 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

b) Podaj liczbę moli chloru cząsteczkowego, która całkowicie przereaguje z jednym molem glinu:

Z równania reakcji opisującej reakcję chloru z glinem (patrz wyżej - reakcja 2) wynika, że: 2 mole glinu reagują z 3 molami chloru

1 mole glinu reaguje więc z 1,5 molami chloru

Zad.4

Napisz wzór, i oblicz masę molową soli, która krystalizuje z wodnego roztworu chlorku glinu. Pamiętaj, że jest to uwodniona. Zapisz niezbędne obliczenia

1. wzór soli: AlCl₃•6H₂O

2. obliczenia: obliczając masę molową soli uwodnionej należy pamiętać, że znajdujacy się w nim znak mnożenia, oznacza stały stosunek molowy soli do krystalizującej z nią wody. Masa molowa tej soli będzie więc sumą: 27g + 3•35,5 g + 6•18 g = 241,5 g/mol

Odpowiedź: Masa molowa heksawodzianu chlorku glinu wynosi 241,5 g/mol.

Zad. 5

1. Dokończ poniższe równanie reakcji (stosunek molowy substratów wynosi 1:1)

C₆H₆ + Cl₂

C₆H₅Cl + HCl podany na strzałce chlorek glinu jest typowym katalizatorem reakcji substytucji węglowodorów aromatycznych

2. Podaj nazwę systematyczną związku otrzymanego w tej reakcji - chlorobenzen

3. Określ jaką rolę w tej reakcji pełni chlorek glinu - katalizator typowy dla reakcji substytucji węglowodorów aromatycznych

Zad. 6

Dysponujesz wodnymi roztworami następujących soli: KNO₃, AgNO₃, Ba(NO₃)₂

Korzystając z tablicy rozpuszczalności, wybierz spośród nich roztwór tej soli, za pomocą którego wytrącisz z wodnego roztworu chlorku glinu jony chlorkowe w postaci trudno rozpuszczalnego osadu. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w czasie mieszania tych roztworów.

Skoro chodzi o jony chlorkowe, więc szukamy w tablicy rozpuszczalności, który z występujących w solach kationów utworzy nierozpuszczalny chlorek. Jest nim oczywiście azotan(V) srebra, który tworzy nierozpuszczalny chlorek srebra.

a) wzór odczynnika (wpisz wzór soli): AgNO₃

b) równanie reakcji w formie jonowej skróconej: generalnie w zapisie jonowym skróconym zapisuje się jedynie te jony lub cząsteczki, które są istotne dla procesu. W tym wypadku zapisuje się jony tworzące osad czyli srebra i chlorkowe: Ag⁺ + Cl^- → AgCl

Informacja do zadań 7 i 8

Tlenek magnezu ma zastosowanie do produkcji cegieł, którymi wykłada się wnętrze pieców hutniczych. Związek ten stosuje się również w medycynie jako składnik leków przeciw nadkwasocie (dolegliwości polegającej na nadmiernym wydzielaniu się w żołądku kwasu solnego)

Zad. 7

a) korzystając z tablicy elektroujemności, oblicz różnicę elektroujemności magnezu i tlenu, a następnie określ rodzaj wiązania chemicznego w tlenku magnezu

Różnica elektroujemności: odczytujemy z załączonych tablic elektroujemność Mg = 1,2 zaś O= 3,5. Różnica elektroujemności wynosi 2,3

Rodzaj wiązania: takiej różnicy elektroujemnośvci odpowiada wiązanie jonowe

b) Poniżej wymieniono 5 właściwości fizycznych tlenku magnezu. Spośród nich wybierz i podkreśl dwie uzasadniające zastosowanie tego związku do budowy wnętrz pieców hutniczych

ma wysoką temperaturę topnienia, ma wysoką temperaturę wrzenia, jest ciałem stałym, stopiony przewodzi prąd elektryczny, jest białej barwy

Zad.8

1. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w żołądku po zażyciu przez osobę cierpiącą na nadkwasotę leku zawierającego tlenek magnezu

Jako tlenek zasadowy reaguje ze znajdującycm się w żołądku kwasem solnym, zobojętniając go: MgO +2HCl → MgCl₂ + H₂O

2. Określ jaki charakter chemiczny (kwasowy, zasadowy, obojętny)przejawia tlenek magnezu w tej reakcji: magnez znajduje się w drugiej grupie układu okresowego a więc wykazuje typowy dla metali tej grupy charakter zasadowy.

Zad. 9

W celu zbadania zachowania gazowego amoniaku i bromowodoru wobec wody wykonano doświadczenie, które ilustruje poniższy rysunek

Rys. A - do probówki zawierającej wodny roztwór wskaźnika wprowadzono gazowy amoniak

Rys. B - do probówki zawierającej wodny roztwór wskaźnika wprowadzono gazowy bromowodór

Określ odczyn roztworów wodnych otrzymanych w obu probówkach

Odczyn roztworu w probówce A - odczyn zasadowy (powstaje wodorotlenek amonu)

Odczyn roztworu w probówce B - kwasowy, kwas bromowodorowy.

Informacje do zadań 10 - 12

Przeprowadzono doświadczenie, w którym rejestrowano wartość temperatury podczas rozpuszczania wodorotlenku sodu, a następnie azotanu(V) amonu w wodzie Rezultat badania przedstawiają poniższe wykresy Wykres I wskazuje ciągły wzrost temperatury, zaś wykres II ciągłe obniżanie się temperatury.

Zad. 10

Określ efekt energetyczny rozpuszczania w wodzie wodorotlenku sodu i azotanu(V) amonu. W tym celu uzupełnij następujące zdania

Rozpuszczalność wodorotlenku sodu w wodzie jest procesem egzotermicznym, ponieważ towarzyszy mu wydzielanie się ciepła, ponieważ w czasie tego procesu temperatura wzrasta

Rozpuszczalność azotanu(V) amonu w wodzie jest procesem endotermicznym ponieważ w czasie tego procesu temperatura obniża się

Zad.11

Spośród poniższych zdań wybierz to, które jest poprawnie sformułowanym wnioskiem na temat efektów energetycznych procesów rozpuszczania związków jonowych w wodzie, jaki można wyciągnąć na podstawie tego doświadczenia.

1. Na podstawie wyników tego doświadczenia nie można wnioskować o efekcie cieplnym rozpuszczania związków jonowych w wodzie, ponieważ wodorotlenek sodu i azotan amonu nie są związkami jonowymi

2. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie zawsze towarzyszy wydzielanie ciepła

3. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie zawsze towarzyszy pochłonięcie ciepła

4. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie może towarzyszyć wydzielenie lub pochłonięcie ciepła

Zad.12

Napisz równania dysocjacji jonowej zachodzącej podczas rozpuszczania w wodzie

1. wodorotlenku sodu

NaOH ↔ Na⁺ + OH^-

2. azotanu(V) amonu

NH₄NO₃ ↔ NH₄⁺ + NO₃^-

Zad. 13

Nasycony wodny roztwór azotanu(V) amonu w temperaturze 20⁰C można otrzymać przez rozpuszczenie 189,9 g azotanu(V) amonu w 100 g wody

Oblicz stężenie procentowe ( w procentach masowych) nasyconego roztworu tej soli w temperaturze 20⁰C

Obliczenia: skoro rozpuszczalność azotanu(V) amonu wynosi 189,9 g. To masa otrzymanego z tej ilości roztworu wynosi 289,9 g. Obliczenia można dokonać z wzoru lub za pomocą proporcji:

289,9 g roztworu stanowi 100%

189,9 g soli stanowi x% x = 65,5%

Odpowiedź: Nasycony roztwór azotanu(V) amonu jest 65,5 %

Informacja do zadania 14 i 15

Do umieszczonego w kolbie węglanu sodu dodawano z wkraplacza roztwór kwasu octowego. Rurka dołączona do kolby była zanurzona w roztworze w roztworze wodorotlenku wapnia, znajdującym się w probówce (test zawiera rysunek doświadczenia)

Zad. 14

Sformułuj jedną obserwację dotyczącą reakcji zachodzącej

1. w kolbie: zawartość kolby pieni się co świadczy o wydzielaniu się gazu, którym jest dwutlenek węgla powstały w wyniku rozkładu wypieranego z soli kwasu węglowego.

2. w probówce: zawartość probówki, którą stanowi roztwór wodorotlenku wapnia, mętnieje - jest to typowa próba na obecność dwutlenku węgla.

Zad.15

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej

1. w kolbie Na₂CO₃ + 2CH₃COOH → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂(↑)

2. w probówce Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃(↓) + H₂O

Informacja do zadania 16 i 17

Akwaforta jest techniką graficzną w której wykorzystuje się proces tzw. trawienia (częściowego rozpuszczaania) miedzi za pomiocą chlorku żelaza(III). Technika ta została zastosowana także do wytwarzania obwodów drukowanych w elektronice. W trakcie trawienia zachodzi reakcja opisana równaniem: Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂

Zad. 16

Napisz w formie jonowej równanie powyższej reakcji.

Cu⁰ + 2Fe³⁺ + 6Cl^- → 2Fe²⁺ + Cu²⁺ + 6Cl^-

Zad.17

1. Podaj stopnie utlenienia miedzi oraz żelaza przed reakcją oraz po reakcji

Stopień utlenienia	Przed reakcją	Po reakcji
miedzi	0	2+
żelaza	3+	2+

2. Napisz połówkowe równania reakcji procesu utleniania i procesu redukcji

Równanie procesu utleniania - Cu⁰→ Cu²⁺ + 2e^-

Równanie procesu redukcji - Fe³⁺ + 1e^- → Fe²⁺

Zad.18

Wybierz poprawne sformułowanie:

Chlorku miedzi(II) nie można otrzymać działając

1. kwasem solnym na tlenek miedzi(II)

2. kwasem solnym na wodorotlenek miedzi(II)

3. kwasem solnym na miedź - ponieważ miedź ma dodatnią wartość potencjału elektrochemicznego

4. chlorem na miedź

Zad. 19

W jednej probówce znajduje się wodny roztwór chlorku potasu a w drugiej - wodny roztwór bromku potasu

Którego odczynnika - Br_2(aq) czy Cl_2(aq) - należy użyć aby rozróżnić te roztwory? Podaj wzór chemiczny wybranego odczynnika oraz przewidywane obserwacje. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, będącej podstawą rozróżnienia tych roztworów.

Wzór odczynnika: woda chlorowa, czyli zapis wzoru chemicznego Cl_2(aq)

Obserwacje: w roztworze bromku potasu nastąpi wyparcie bromu czyli roztwór przyjmie zabarwienie brązowawe. W roztworze chlorku nie zaobserwuje się zmian.

Równanie reakcji: 2KBr + Cl₂ → 2KCl + Br₂

Informacje do zadania 20 i 21

Poniżej przedstawiono schemat ciągu reakcji, w wyniku których związek X można przekształcić w związek Y

X
H₃C - HC - CH₃
Y

|

OH

Zad. 20

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków X i Y

Wzór związku X: skoro po jego uwodnieniu powstaje alkohol musi być alkenem zawierającym trzy atomy węgla. Czyli jest nim -propen H2C=CH-CH3

Wzór związku Y: utleniany alkohol jest II - rzędowy, produktem jego utlenienia będzie więc keton - propanon: H3C- C - CH3 || O

Zad.21

Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, nazwij typ reakcji, w której związek X jest substratem

Jest to reakcja przyłączenia czyli ogólniej addycji. W tej konkretnej sytuacji, gdy addycji ulega woda mówi się o reakcji hydratacji lub inaczej uwodnienia. Warto pamiętać, że katalizatorem tej reakcji jest kaolin - tlenek glinu Al₂O₃

Zad. 22

Podaj nazwę systematyczną związku o wzorze;

CH₃

|

H₃C - CH₂ - CH - CH₃

Nazwa systematyczna: jako, że najdłuższy łańcuch węglowy posiada cztery atomy węgla - butan będzie stanowił trzon nazwy. Przy drugim atomie węgla (lokant 2) znajduje się podstawnik - grupa metylowa. Nazwa węglowodoru brzmi: 2 - metylobutan

Zad. 23

Poniższy rysunek przedstawia doświadczenie, które wykonano w celu odróżnienia roztworu wodnego glukozy od roztworu wodnego glicerolu (gliceryny)

Poniżej schemat rysunku: do probówek A i B zawierających roztwory substancji A i B dodano wodorotlenku miedzi(II) i ogrzano

Przed ogrzaniem w obu probówkach niebieski osad wodorotlenku miedzi(II) roztworzył się i powstał roztwór o szafirowym zabarwieniu. Po ogrzaniu w probówce A wytrącił się ceglasty osad, a w probówce B pojawił się osad o czarnym zabarwieniu

1. Napisz jaka cecha budowy cząsteczek glukozy i glicerolu spowodowała powstanie szafirowego zabarwienia obu roztworów przed ogrzaniem - roztwarzanie się osadu wodorotlenku miedzi(II) jest reakcją typową dla alkoholi wielowodorotlenowychdo których zalicza się glicerol jak i glukoza

2. Podaj nazwę substancji, której wodny roztwór znajdował się w probówce A i krótko uzasadnij swój wybór w probówce A nastąpiła redukcja czarnego tlenku miedzi do czerwonego tlenku miedzi(I) - pozytywny wynik próby Trommera. Taki właśnie efekt tej reakcji jest wynikiem właściwości redukujących glukozy

Informacja do zadania 24 i 25

Jednym z aminokwasów białkowych jest walina o następującym wzorze:

CH₃ O

| ||

CH C

/ \ / \

H₃C CH OH

|

NH₂

Zad. 24

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji waliny z wodnym roztworem wodorotlenku potasu i kwasem solnym (chlorowodorowym). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych

Równanie reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku potasu:

W reakcji z zasadą aktywna staje się grupa kwasowa czyli karboksylowa znajdująca się w cząsteczce aminokwasu:

CH₃ O CH₃ O

| // | //

H₂C - CH - CH -C - OH + KOH → H₂C - CH - CH - C - OK. + H₂O

| |

NH₂ NH₂

Równanie reakcji z kwasem solnym (chlorowodorowym)

CH₃ O CH₃ O

| // | //

H₂C - CH - CH -C - OH + HCl → H₂C - CH - CH - C - OH

| |

NH₂ NH₂•HCl

Zad.25

Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego z kwasów karboksylowych (z szeregu homologicznego o wzorze ogólnym C_nH_2n+1COOH) zawierającego tyle samo atomów węgla co walina

Na podstawie wyliczenia można stwierdzić, że walina zawiera pięć atomów węgla - z tego cztery będą w łańcuchu węglowodorowym a jeden w grupie karboksylowej C₄H₉COOH

O

||

CH₃ - CH₂ - CH₂ - CH₂ - C - O - H

Zad. 26

W kolumnie I poniższej tablicy przedstawiono skutki działania substancji chemicznych a w kolumnie II wymieniono nazwy substancji, które mogą je wywołać.

Przyporządkuj każdemu skutkowi nazwę substancji, która go wywołuje

Kolumna I	Kolumna II
A. działanie rakotwórcze	1. fosforany(V)
B. eutrofizacja zbiorników wodnych prowadząca do ich zamierania	2. węglowodory aromatyczne
D. udział w powstawaniu kwaśnych deszczów	3. tlenek węgla(II)
	4. tlenek siarki(IV)

Przyporządkowanie:

1. - 2

2. - 1

3. - 4

Zad. 27

Ozon obecny w stratosferze (warstwa atmosfery położona powyżej troposfery) pochłania szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Zmniejszenie ilości ozonu w tej warstwie może mieć istotny wpływ na funkcjonowanie organizmów. Stężenie ozonu w troposferze (przyziemnej warstwie atmosfery) jest znacznie mniejsze niż w stratosferze. Wzrost ilości ozonu troposferowego pozostaje w ścisłym związku ze wzrostem liczby przypadków astmy i problemów z układem oddechowym wśród populacji miejskiej.

Przeanalizuj przytoczony tekst i z poniższych zdań wybierz zdanie prawdziwe.

1. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego i wzrost ilości ozonu troposferowego są zjawiskiem korzystnym

2. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego jest zjawiskiem pozytywnym, a wzrost ilości ozonu troposferowego jest zjawiskiem negatywnym

3. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego jest zjawiskiem negatywnym a wzrost ilości ozonu troposferowego jest zjawiskiem pozytywnym

4. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego i wzrost ilości ozonu troposferowego są zjawiskami negatywnymi

W TYM MIEJSCY ZACZYNA SIĘ CZĘŚĆ B - OBEJMUJĄCA ZAKRES ROZSZERZONY

Zad. 28

Poniższy schemat przedstawia zdolność przenikania przez materię różnych rodzajów promieniowania jonizującego (Rysunek przedstawia różne rodzaje promieniowania docierające do różnych materiałów. Promieniowanie 1 przenika przez papier i aluminium. Promieniowanie 2 zatrzymuje się na papierze. 3 przenika przez ołów i zatrzymuje się na betonie, zaś 4 przenika przez papier lecz zatrzymuje się na aluminium.

Wypełnij poniższą tabelę wpisując obok numeru za schematu odpowiadające mu rodzaje promieniowania (α,β,γ)

Numer ze schematu	Rodzaj promieniowania
1	Gamma
2	Alfa
3	Neutrony
4	Beta

im mniejsza cząstka, tym większa jej przenikliwość

Zad. 29

Promieniotwórczy izotop węgla C - 14 powstaje w górnych warstwach atmosfery i ulega asymilacji przez rośliny w postaci tlenku węgla(IV). Równowaga jaka się ustala w procesach odżywiania i oddychania w danych warunkach sprawia, że zawartość węgla w organizmach żywych jest stała. W przypadku obumarcia organizmu izotop C - 14 przestaje być uzupełniany z upływem czasu jego ilość w obumarłych szczątkach organizmu ulega zmniejszeniu na skutek rozpadu promieniotwórczego.

Ustal, wykonując obliczenia, ile razy zmalała zawartość izotopu węgla C - 14 w drewnie, które pochodzi z drzewa obumarłego przed 11460 laty. Okres półtrwania tego izotopu węgla wynosi 5730 lat.

Obliczenia

Po określonym w zadaniu czasie 11460 tys. Lat minęły dwa okresy połowicznego rozpadu. Tak więc pierwotna ilość izotopu uległa dwukrotnemu połówkowaniu i pozostała czwarta jego część, czyli 25%

Odpowiedź:

Po określonym czasie pozostała czwarta część pierwotnej ilości izotopu węgla

Zad. 30

Do czterech probówek wlano po kilka cm³ wody destylowanej, a następnie do probówki I wsypano trochę chlorku wapnia, do probówki II- kilka kryształów sacharozy, do probówki III wprowadzono trochę etanolu a do probówki IV - odrobinę białka jaja kurzego. Zwartość każdej probówki energicznie wymieszano.(poniżej znajduje się schemat na którym zgodnie z opisem przedstawiono cztery ponumerowane probówki z wodą i podaniem na strzałce dodanych do nich substancji. Do probówki I - chlorku wapnia, probówki - II- sacharozy, probówki -III etanolu i probówki - IV, białka jaja kurzego.

1. Podaj numer probówki, w której nie otrzymano roztworu właściwego

Probówka IV - białko tworzy roztwory koloidalne

2. Nazwij metodę za pomocą której można wydzielić sól w probówce I

Składnik roztworu właściwego można wydzielić przez odparowanie rozpuszczalnika, czyli w opisanej sytuacji sól można otrzymać przez odparowanie wody.

Zad.31

Poniżej przedstawiono wzory dwóch nierozpuszczalnych w wodzie wodorotlenków chromu:

Cr(OH)₂ Cr(OH)₃

Spośród podanych wzorów wybierz wzór tego wodorotlenku, który ma charakter amfoteryczny. Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji, które dowodzą właściwości amfoterycznych wybranego wodorotlenku

Charakter tlenku (jak również wodorotlenku) zależy od stopnia utlenienia metalu - najniższy jest zasadowy, pośredni amfoteryczny zaś najwyższy kwasowy. Tak więc charakter amfoteryczny ma niewątpliwie wodorotlenek chromu(III)

Cr(OH)₃ + 3H⁺↔ Cr³⁺ + 3H₂O

Cr(OH)₃ + OH^- ↔ CrO₂^- + 2H₂O

Zad. 32

Przedstawiono doświadczenia, które ilustruje poniższy rysunek (rysunek przedstawia dwie probówki z wodą do których dodano stały ZnCl₂ do probówki I i stały Na₂S do probówki II

Podaj odczyn roztworów otrzymanych w obu probówkach. Odpowiedź uzasadnij pisząc w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji

probówka	Odczyn roztworu	Równanie reakcji
I	Odczyn kwaśny	Zn^2+ +2H2O↔ Zn(OH)2 + 2H^+
II	Odczyn zasadowy	S^2- + 2H2O ↔ H2S + 2OH^-

Informacja do zadania 33 i 34

Na poniższym rysunku przedstawiono zestaw do otrzymywania tlenku siarki(IV) i badania jego wpływu na rośliny (zestaw przedstawia kolbę stożkową zawierającą siarczan(IV) sodu, do którego z wkraplacza dodawany jest kwas siarkowy(VI). Wydzielający się gaz odprowadzany jest rurką do kolby w której znajdują się fragmenty roślinne. Nadmiar gazów odprowadzany jest dalej rurką do roztworu wodorotlenku sodu.

Zad. 33

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej podczas otrzymywania tlenku siarki(IV) przedstawioną wyżej metodą

H₂SO₄ + Na₂SO₃ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂(↑)

Zad. 34

Oblicz maksymalną objętość tlenku siarki(IV), jaka może być związana przez wodny roztwór zawierający 3 mole wodorotlenku sodu w temperaturze 25⁰C i pod ciśnieniem 1013 hPa. Załóż że produktem tej reakcji jest sól obojętna.

Wartość stałej gazowej R wynosi 83,1


Obliczenia:

Równanie zachodzącej reakcji: 2 NaOH + SO₂ = Na₂SO₃ + H₂O

Obliczenia przy założeniu warunków normalnych:

Z równania reakcji wynika, że: 2 mole NaOH zwiążą 1mol czyli 22,4 dm³ SO₂

3 mole NaOH zwiążą 1,5mola czyli 33,6 dm³ SO₂

Objętość można przeliczyć korzystając z zależności





x = 36,7 dm³

Odpowiedź: W opisanych warunkach zestaw może pochłonąć maksymalnie 36,7 dm³

Informacja do zadania 35 i 36

W poniższej tabeli podano wartości oraz ocenę pH opadów deszczowych

PH	Ocena pH opadów deszczowych	Uwagi
Poniżej 4,0	bardzo mocno obniżone	Kwaśne deszcze
4,1 - 4,5	mocno obniżone	Kwaśne deszcze
4,6 - 5,0	lekko obniżone
5,1 - 6,0	normalne
6,1 - 6,5	lekko podwyższone

W pewnym regionie Polski pobrano próbkę wody deszczowej i przeprowadzono jej analizę. Stwierdzono, że stężenie obecnych w niej jonów wodorowych wynosi 0,00001 mol/dm³

Zad. 35

Określ pH badanej wody. Korzystając z informacji przedstawionych w tabeli podaj jej ocenę

Wartość pH pH = -log[H⁺} = -log 10^-5 = 5

Ocena pH z załączonej tabeli wynika, że pH opadu uważa się za lekko obniżone

Zad.36

Oceń jak zmieni się pH wody deszczowej w badanym regionie po zainstalowaniu urządzeń do odsiarczania gazów kominowych w elektrociepłowni, w której jako paliwo używa się węgiel kamienny

Instalacja odsiarczająca spaliny usunie jedno z głównych źródeł kwaśnych deszczy - tlenek siarki(IV). Tak więc zaowocuje to wzrostem wartości pH opadów.

Zad. 37

W temperaturze 25⁰C zmierzono pH wodnego roztworu słabego kwasu jednoprotonowego o stężeniu 0,1 mol/dm³. Wynosiło ono 4.

Oblicz stałą dysocjacji tego kwasu w temperaturze 25⁰C

Obliczenia:

W pierwszej kolejności oblicza się wartość stopnia dysocjacji, pH = 4 oznacza, że stężenie jonów wodorowych a tym samym ilość zdysocjowanych (c_z) cząsteczek kwasu wynosiła [H⁺] = 10^-4. Przystępujemy do obliczenia stopnia dysocjacji:


Stałą dysocjacji można wyliczyć z prawa rozcieńczeń Ostwalda
, który po przekształceniu daje K = Ვc₀ = (10^-3)²•0,1 = 10^-7

Odpowiedź: Stała dysocjacji kwasu wynosi 10^-7

Informacje do zadania 38 i 39

Dysocjacja kwasu ortofosforowego(V) przebiega w roztworach wodnych trójstopniowo




K_a1, K_a2, K_a3 oznaczają stałe kolejnych etapów dysocjacji i odnoszą się do temperatury 25⁰C

Zad. 38

Napisz wzór jonu, którego stężenie w wodnym roztworze H₃PO₄ jest:

1. największe - największe będzie stężenie jonu wodorowego H⁺

2. najmniejsze - najmniejsze jonu fosforanowego PO₄^3-

Zad. 39

Określ jaką rolę według teorii Brönsteda pełni jon H₂PO₄^- w reakcji opisanej równaniem 2. w równaniu tym jon diwodorofosforanowy(V) oddaje proton wodoru a tym samym, zgodnie z teorią Brønsteda jest kwasem (protonodawcą)

Zad.40

W produkcji nawozu fosforowego z trudno rozpuszczalnego w wodzie ortofosforanu (V) wapnia otrzymuje się rozpuszczalny diwodorofosforan(V) wapnia

Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji

Informacja do zadania 41 i 42

W silnikach spalinowych w wysokich temperaturach, przebiegają różne reakcje uboczne. Powstające spaliny w kontakcie z tlenem ulegają dalszym przemianom. Ze względu na szkodliwość produktów, do najważniejszych należą procesy:

I. N_2(g) +O_2(g) ↔2NO_(g) ∆H = 182,5 kJ

II. 2NO_(g) + O_2(g)↔2NO_2(g) ∆H = -114,1 kJ

Zad.41

Określ, jak zmieni się w układzie zamkniętym ilość produktu w stosunku do ilości substratu

1. reakcji I, jeśli nastąpi wzrost temperatury: wzrośnie (równowaga przesunie się w prawo gdyż wzrost ciepła sprzyja reakcji endotermicznej)

2. reakcji II, jeśli nastąpi wzrost ciśnienia: równowaga przesunie się w prawo, (w kierunku mniejszej objętości)

Zad. 42

Oblicz standardową entalpię reakcji: N_2(g) + O_2(g)↔ 2NO_2(g)

Obliczenia:

Energia układu zależy od stanu początkowego i końcowego (prawo Hessa). Dlatego entalpio reakcji syntezy tlenku(IV), będzie sumą entalpii reakcji (I) ora (II)

∆H = ∆H₁ + ∆H₂ = 182,5 kJ + (-114,1 kJ) = 68,1 kJ

Odpowiedź: Entalpia reakcji syntezy tlenku azotu(IV) wynosi 68,1 kJ

Zadanie 43

Chlor można otrzymać w wyniku reakcji kwasu solnego z manganianem (VII) potasu. Produktami reakcji, oprócz chloru, są chlorek manganu(II), chlorek potasu i woda.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji i dobierz w nim współczynniki reakcji metodą bilansu elektronowego. Zapisz wzory substancji, które pełnią w tej reakcji rolę utleniacza i reduktora.

Bilans elektronowy:

HCl +KMnO₄ → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O




Zbilansowane równanie reakcji:

16HCl + 2KMnO₄ → 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

Wzór utleniacza: KMnO₄

Wzór reduktora: HCl

Zad. 44

Wodny roztwór siarczanu(VI) sodu poddano elektrolizie z użyciem elektrod grafitowych.

Napisz równania reakcji, które przebiegały na elektrodach w czasie opisanego procesu:

Równanie reakcji anodowej: jeżeli w roztworze znajduje się anion kwasu tlenowego (złożony), to utlenieniu ulega woda: H₂O + 2e^- → ½O₂ + 2H⁺

Równanie reakcji katodowej: sód jest metalem bardzo aktywnym (ujemna wartość potencjału elektrochemicznego). Dlatego elektroredukcji na katodzie ulegnie również woda:

2H₂O - 2e^- → H₂ + 2OH^-

Informacja do zadania 45 i 46

Poniżej podano zależność zawartości węgla (wyrażoną w procentach masowych) w alkanach, alkenach i alkinach od liczby atomów węgla w cząsteczce

Wykres zawiera krzywą A, która obniża się do około 85% węgla, krzywą B, która praktycznie pozostaje na niezmiennej wartości około 85% i wreszcie krzywa C rosnąca do wspomnianej wcześniej wartości około 85%

Zad. 45

Przyporządkuj wykresom A, B i C nazwy szeregów homologicznych wymienionych w informacji wstępnej

Wykres A. C_nH_2n+2.............

Wykres B..C_nH_2n

Wykres C. C_nH_2n-2 ................

Zad.46

Określ, do jakiej wartości procentowej zawartości węgla dążą krzywe A i C. Odpowiedź uzasadnij obliczeniami.

Obliczenia:

Wzór do którego zmierzają szeregi homologiczne to (CH₂)_n, gdyż w miarę przedłużania łańcucha węglowego procentowy udział tych dwóch atomów wodoru jest coraz mniejszy. Przy założeniu takiego wzoru udział procentowy węgla wynosi właśnie 87,5%




Odpowiedź: Procentowy udział węgla w szeregach homologicznych węglowodorów dąży do wartości 87,5%

Zad. 47

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) trzech izomerycznych alkinów zawierających 5 atomów węgla w cząsteczce.

Wzór izomeru I:

CH₃-CH₂-CH₂-C≡ CH

Wzór izomeru II:

CH₃-C≡C-CH₂-CH₃

Wzór izomeru III:

CH=CH

| |

CH₂ CH₂

\ /

CH₂

Zad. 48

Oblicz ilość wiązań typu σ i typu π między atomami węgla w cząsteczce związku o następującym wzorze: H₂C=C-CH=CH₂

|

CH₃

Liczba wiązań π: wiązania podwójne występujące między atomami węgla, czyli dwa

Liczba wiązań σ: wszystkie wiązania pojedyncze między atomami węgla, czyli cztery

Zad. 49

Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch pochodnych propanu

Podaj wzór półstrukturalny jednego izomeru każdego z tych związków:

H3C- C - CH3 || O	Wzór izomeru: H3C - CH2- C = O | H
H3C - CH2 - C - OH || O	Wzór izomeru:H3C - C - O - CH3 || O

Zad. 50

Związek A będący chlorowcopochodną pewnego alkanu poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat:
H₃C- CH - O - C - CH₃

| ||

CH₃ O

a)Podaj nazwę systematyczną związku A 2 - chloropropan

b)Napisz używając wzorów półstrukturalnych (grupowych), równanie reakcji, której ulega związek B

(H₃C)₂CH - OH + CH₃COOH ↔ (CH₃)₂CH - O - C- CH₃ + H₂O

||

O

Informacja do zadania 51 i 52

W chemii żywności ważnymi reakcjami są reakcje fermentacji. Poniżej przedstawiono schematyczny zapis przebiegu fermentacji alkoholowe i fermentacji mlekowej

Fermentacja alkoholowa: C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH + 2 CO₂

(glukoza)

Fermentacja mlekowa: C₆H₁₂O₆ →2CH₃CH(OH)COOH

(glukoza) (kwas mlekowy)

Uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał on wzory pary enacjomerów kwasu mlekowego

COOH | COOH

| | |

H- C - OH | HO - C - H

| | |

CH₃ | CH₃

Zad. 52

Określ, czy etanol może występować w formach enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij

Etanol nie może występować w formie enancjomerów ponieważ w jego cząsteczce nie może występować atom węgla asymetrycznego

Zad. 53

Opisz w jaki sposób można doświadczalnie sprawdzić obecność skrobi w bulwach ziemniaków, mając do dyspozycji wodę bromową i wodny roztwór jodku potasu. Podaj opis słowny wykonania doświadczenia oraz obserwacje, dotyczące wykrywania skrobi w bulwach ziemniaków.

Opis słowny doświadczenia:

Skrobia daje reakcję charakterystyczną z roztworem jodu - pojawienie się intensywnej granatowej barwy. Dlatego chcąc stwierdzić obecność skrobi w pierwszej kolejności spróbujemy otrzymać roztwór jodu wypierając go, jako mniej aktywny, z roztworu jodku potasu za pomocą bromu. Tok postępowania - do roztworu jodku potasu dodać niewielką ilość wody bromowej i taki roztwór nanieść na przekrojony ziemniak. Pojawi się intensywna granatowa barwa, typowa dla reakcji jodu ze skrobią.

Obserwacje:

Na przekroju ziemniaka, pod wpływem roztworu jodku potasu potraktowanego wodą bromową pojawi się granatowa barwa typowa dla monomolekularnej warstwy jodu zdyspergowanego na powierzchni koloidu skrobiowego.

Obserwacje do zadania 54 - 56

Wodorotlenek sodu jest głównym składnikiem preparatów do czyszczenia niedrożnych rur i syfonów. Na etykiecie jednego z takich preparatów znajduje się następujące ostrzeżenie

Nie stosować do czyszczenia instalacji aluminiowych

Zad. 54

Uzasadnij powyższe ostrzeżenie zapisując w formie jonowej równanie reakcji chemicznej, która zaszłaby po zastosowaniu takiego preparatu do czyszczenia instalacji aluminiowej. Pamiętaj, że jednym z produktów reakcji glinu z zasadą sodową jest wodór

Glin jest typowym amfoterem, dlatego reaguje tak z kwasami jak i mocnymi zasadami, czyli i wodorotlenkiem sodu. Równanie reakcji: Al. + 3OH^- → AlO₃^3- + 1½H₂

Zad. 55

Wodorotlenek sodu w obecności wody reaguje z tłuszczem znajdującym się w zatkanych rurach

Napisz równanie tej reakcji przyjmując, że cząsteczki tłuszczu zbudowane są wyłącznie z tristearynianu glicerolu. W zapisie zastosuj półstrukturalne (grupowe) wzory tristearynianu glicerolu oraz sumaryczne wzory reszt węglowodorowych kwasu organicznego.

C₃H₅(C₁₇H₃₅COO)₃ + 3NaOH ↔ C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COONa

Zad. 56

Określ, jaka właściwość fizyczna produktów reakcji tłuszczu z zasadą sodową jest podstawa opisanej metody udrażniania rur.

Pod wpływem reakcji zmydlania tłuszczu znajdującego się w rurach, tworzą się rozpuszczalne mydła - sole kwasów tłuszczowych. Dysocjując tworzą aniony reszt kwasów tłuszczowych, które w swych cząsteczkach posiadają element hydrofobowy (łańcuch węglowodorowy) oraz czynnik hyfrofilowy - jonową grupę karboksylową. W ten sposób mydła mieszają się tak w tłuszczach jak i w wodzie. Ułatwia to emulgowanie tłuszczu w wodzie.

16

---