Substancje, jako jedna z form istnienia materii

1	Wymień najważniejsze cechy odróżniające substancje od innych form materii, na przykład światła.	Masa, objętość, przenikliwość dla różnego rodzaju promieniowania, niezniszczalność w procesach chemicznych.
2	Do jakich kategorii, ze względu na pochodzenie, zaliczysz: a) węgiel kamienny, koks, włókno węglowe; b) polietylen, szybę szklaną, bursztyn; c) kauczuk, gumę i sztuczny kauczuk.	a) Węgiel kamienny - naturalna, koks - przetworzona, włókno węglo­we - otrzymana sztucznie; b) polietylen - otrzymana sztucznie, szyba szklana - przetworzona, bursztyn - naturalna; c) kauczuk - naturalna, guma - przetworzona, sztuczny kauczuk - otrzymana sztucznie.
3	. Jakie właściwości substancji naturalnych lub przetworzonych mają du­że znaczenie dla ludzi, a jakie właściwości są uważane za szkodliwe	Ludzie wykorzystują między innymi palność paliw, przezroczystość szklą i niektórych tworzyw sztucznych, twardość stali i stopów niektó­rych metali, sprężystość stopów i tworzyw, odporność chemiczną sto­pów metali i tworzyw sztucznych, właściwości izolacyjne, na przykład styropianu i waty mineralnej, właściwości wiążące cementu, zaprawy: gipsowej i wapniowej, klejów, kitów i spoin naturalnych (np. kauczu­kowych) lub sztucznych. Właściwości szkodliwe to głównie toksycz­ność, działanie mutagenne, niezamierzona nadmierna palność lub wybuchowość, odporność na degradację biologiczną i związane z tym kłopoty z odpadami, szkodliwość dla środowiska przyrodniczego.
4	Podaj po 4 przykłady substancji (2 - wzięte z tekstu podręcznika, a 2 - wyszukane przez ciebie): a) naturalnych, b) przetworzonych, c) syntetycznych, d) sztucznych.	a) Włókna lniane i jutowe, kostki z topionego bazaltu, tran z ryb, bry­kiety z węgla kamiennego lub brunatnego; b) margaryna z olejów ro­ślinnych, aspiryna, która jest pochodną naturalnie występującego kwasu salicylowego, sztuczne piżma używane w przemyśle kosmetycz­nym, mydlą i środki powierzchniowo czynne; c) sztuczne glinokrzemiany używane jako adsorbenty zanieczyszczeń, syntetyczny Zr02 (tzw. cyrkonia imitująca diament); d) nowe odmiany alotropowe wę­gla, szkliwa metaliczne.
5	Która ze znanych ci substancji występuje powszechnie w 3 stanach skupienia?	Woda: lód jako forma stanu stałego, woda ciekła i para wodna. Ste­aryna w płonącej świecy: w temperaturze pokojowej stała, w strefie płomienia ciekła i w postaci pary. Tlenek węgla(IV): stały jako tzw. suchy lód, ciekły w nabojach do syfonów i w gaśnicach, w postaci pary w powietrzu.
6	W jakim stanie skupienia znajduje się woda, określona jako: szadź, mgła, szron, wilgoć w powietrzu, mżawka, chmura deszczowa, wrzątek?	Szadź, szron to stany stałe wody, mgła, mżawka, chmura deszczowa i wrzątek to mieszanina wody ciekłej i pary wodnej, wilgoć w powie­trzu to para wodna.
7	Które prawo zachowania jest bardziej uniwersalne: prawo zachowania masy czy prawo zachowania materii? Wypowiedź uzasadnij.	Bardziej uniwersalne jest prawo zachowania materii, ponieważ pra­wo zachowania masy stanowi jego szczególny przypadek.

Substancje czyste i mieszaniny substancji

1	. Przyporządkuj do sekwencji surowce —► materiały —► tworzywa następujące trójki substancji: a) zaprawa wapienna, wapień, wapno palone; b) etylen, polietylen, gaz ziemny; c) stal stopowa, ruda żelaza, surówka.	Surowce - wapień, gaz ziemny, rada żelaza; materiały - wapno palone, etylen, surówka; tworzywa - zaprawa wapienna, polietylen, stal sto­powa.
2	Której z wymienionych substancji dotyczy prawo stałości składu: a) hemoglobina krwi, b) szkło, c) wapno palone, d) marmur, e) mleko pełnotłuste, f) popiół po spaleniu drzewa liściastego, g) sadza, h) wilgoć zawarta w powietrzu.	Prawo stałości składu dotyczy przykładów: a, c, cl, g, h.
3	Wymień cechy, jakie pozwalają zaliczyć osoloną wodę do mieszanin, a cukier do związków fehemicznych.	Osolona woda może mieć różne stężenia soli (porównaj zasolenie Morza Bałtyckiego, oceanów i Morza Martwego), a więc jest to typo­wa mieszanina. Cukier (dokładniej sacharoza) to związek o wzorze C12H22O11.
4	Wymień 4 substancje czyste (związki lub pierwiastki), które są stoso­wane w gospodarstwie domowym.	W życiu codziennym są stosowane następujące substancje - metale: Al (w naczyniach kuchennych i przewodach elektrycznych), Cu (w przewodach elektrycznych), W (w żarnikach żarówek); nieme­tale: 02 (w butlach do spawania), Ne, Ar, Kr (w lampach różnego ty­pu), C (w tabletkach jako carbo medicinalis); sole: NaCl (sól kuchen­na, niekiedy z niewielkim dodatkiem Nal), NH4HC03 - proszek do pieczenia, MgS04 - sól gorzka; cukry: sacharoza - C12H22Ou, glukoza i niekiedy fruktoza, obydwa o wzorze C6H1206.
5	Wymień 3 mieszaniny jednorodne, każdą o innym stanie skupienia.	Mieszaniny o stanie skupienia stałym - stop mosiężny, gazowym - po­wietrze, ciekłym - woda z solą kuchenną.
6	W trakcie pieczenia ciastek czym są: mąka, cukier, proszek do piecze­nia, bakalie, ciasto surowe i gotowe upieczone ciastka?	Mąka, cukier, bakalie i proszek do pieczenia to surowce, surowe ciasto to materiał, a ciasto upieczone to tworzywo uformowane w ciastka.
7	Podaj pierwiastek, jaki można odzyskać z następujących surowców: a) karoserie zniszczonych aut, b) puszki po napojach, c) puszki po konserwach, d) złom wnętrz komputerów, e) złom elektrotechniczny.	a) Głównie żelazo; b) glin; c) cyna i żelazo; d) miedź, złoto i glin; e) miedź i glin.
8	Używając lupy i mikroskopu spróbuj określić stopień niejednorodno­ści następujących substancji: majonezu, śmietany, dowolnego kremu kosmetycznego i kredy.
9	Jaką najmniejszą liczbę składników musi zawierać smog?	Co najmniej 4. Smog jest zawiesiną w powietrzu jednocześnie mgły i zanieczyszczeń stałych.
10	. Które stwierdzenie jest zawsze prawdziwe: a) liczba atomów w cząsteczce jest zawsze większa niż liczba pier­wiastków tworzących tę cząsteczkę; b) liczba atomów w cząsteczce jest zawsze większa lub równa liczbie pierwiastków tworzących tę cząsteczkę; c) liczba atomów w cząsteczce może być mniejsza niż liczba pierwiast­ków tworzących tę cząsteczkę; d) liczba pierwiastków tworzących cząsteczkę jest co najmniej dwa ra­zy mniejsza niż liczba atomów w cząsteczce.	b

Właściwości fizyczne substancji czystych

1	Wymień podstawowe właściwości fizyczne opisujące substancje che­micznie czyste.	Temperatura topnienia, temperatura wrzenia, gęstość, a także zależ­ności tych właściwości od ciśnienia.
2	Odszukaj w tablicach gęstości: litu, etanolu, wody, rtęci, diamentu, grafitu, chlorku ołowiu(II). Oceń, czy jest prawdziwe stwierdzenie, że ciecze zawsze mają gęstości mniejsze od ciał stałych, a ciała stałe gę­stości porównywalne ze sobą.	Gęstości podanych ciał stałych mieszczą się w granicach od 0,54 g/cm^3 do 15,6 g/cm^3, a gęstości cieczy od 0,79 g/cm^3 do 13,5 g/cm^3, zatem za­równo wartości skrajne, jak i zakres zmienności są bardzo zbliżone i nie można kategorycznie twierdzić, że ciała stałe mają zawsze gęsto­ści większe od cieczy.
3	Posługując się wartościami temperatur wrzenia i topnienia, określ, czy w warunkach pokojowych następujące substancje: fluorek arsenu(III) (AsF3), tlenek chromu(III) (Cr203), bromowodór (HBr) są gazami, cieczami czy ciałami stałymi.	Fluorek arsenu(III) (AsF3) - ciecz, (temp. topn. = - 6°C, temp. wrze­nia = 58°C); tlenek chromu(III) (Cr203) - ciało stałe (temp. topn. = 2430°C); bromowodór (HBr) - gaz (temp. wrzenia = - 67°C).
4	Na podstawie danych tabelarycznych określ, który pierwiastek stały ma największy zakres temperaturowy istnienia, czyli najniższą tempe­raturę topnienia i najwyższą temperaturę wrzenia.	Pierwiastki te to w kolejności: neptun - A temp. (temp. topn. - temp. wrzenia) = 4560°C; tor - A temp. = 2850°C; uran - A temp. = 2800°C.
5	. Wyszukaj w tablicach fizykochemicznych podstawowe informacje do­tyczące właściwości fizycznych: jodku srebra (Agi), siarczanu(VI) ba­ru (BaS04), bromku potasu (KBr).	Agi - ciało stałe barwy żółtawej, światłoczuły, nierozpuszczalny w wo­dzie, łatwo się topi, rozkłada się przed osiągnięciem temperatury wrzenia; BaSQ4 - ciało stałe barwy białej, nierozpuszczalne w wodzie, rozkłada się podczas topienia w temperaturze 1580°C; KBr – tworzy bezbarwne kryształy, dobrze rozpuszczalny w wodzie, daje się topić i ogrzewać do wrzenia (temp. topn. = 739°C, temp. wrzenia 1435°C).
6	Wyszukaj wartości gęstości C02, tlenu i neonu i oceń, która z wymienio­nych substancji może być przenoszona w otwartym naczyniu.	CO2.

Rozdzielanie mieszanin !

1	Wymień kilka podstawowych czynników, od których zależy wybór me­tody rozdzielania mieszanin na składniki.
2	Czy metodę odparowania można stosować do rozdzielenia roztworu alkoholu w wodzie?	Nie, ponieważ obydwie substancje stanowiące mieszaninę są lotne i mają zbliżone temperatury wrzenia.
3	Jakich metod można użyć do rozdzielenia mieszaniny zawierającej: okruchy styropianu, kryształki siarki, opiłki żelaza i sól kuchenną?	Najprościej za pomocą magnesu oddzielić opiłki żelaza, a następnie dolać wodę w dostatecznej ilości - sól rozpuści się w wodzie, siarka opadnie na dno naczynia, a okruchy styropianu wypłyną na po­wierzchnię.
4	Które z wymienionych mieszanin można dokładnie rozdzielić metodą sączenia: farbę malarską, mleko, roztwór soli w wodzie, majonez?	Tylko w jednej z wymienionych mieszanin można zastosować rozdział poprzez sączenie. Rozdzieleniu nie ulega roztwór soli w wodzie, po­nieważ jest to mieszanina jednorodna fizycznie. Z mleka można teo­retycznie oddzielić przez sączenie zawiesinę kropelek tłuszczu, ale jest to bardzo niedogodne ze względu na dużą lepkość tego składnika - zamiast tego stosuje się metody separacji grawitacyjnej wspomaga­nej przez wirowanie. Majonez, będący emulsją żółtek jaj w oleju, ma zbyt dużą lepkość i obie składowe mieszaniny ciekłe. Farba malarska to zawiesina stałego pigmentu w wodzie (z dodatkiem kleju) i w wy­padku farby wodnej - sączenie jest możliwe. Farba olejna to zawiesina pigmentu w pokoście, z dodatkiem ewentualnych rozcieńczalników. Duża lepkość tej mieszaniny skutecznie utrudnia sączenie, ale jest ono możliwe pod zwiększonym ciśnieniem.
5	Określ, jakie czynności musisz wykonać, aby wydzielić cukier z mie­szaniny piasku, wody i cukru.	Należy odsączyć piasek, a następnie pozostawić wodny roztwór cukru na pewien czas, aby wykrystalizował.
6	. Jakie informacje musisz uzyskać, aby zaproponować metodę rozdzie­lenia niżej wymienionych mieszanin substancji: a) wody i alkoholu etylowego, b) soli kuchennej i piasku, c) oleju jadalnego i wody, d) opiłków żelaza i piasku? Jakie metody rozdzielania można zastosować w każdym przypadku?	Konieczna jest znajomość: a) temperatury wrzenia do zastosowania de­stylacji lub rektyfikacji; b) rozpuszczalności w wodzie - do wymywania; c) temperatury wrzenia - do destylacji, rozpuszczalności w benzynie lub innym rozpuszczalniku do zastosowania ekstrakcji; d) właściwości ma­gnetycznych - do separacji magnetycznej, gęstości - do separacji grawi­tacyjnej w cieczach.
7	Zaproponuj 2 metody rozdzielenia mieszaniny soli kuchennej i opił­ków żelaza.	Można zastosować separację magnetyczną, ekstrakcję wodą albo se­parację grawitacyjną w cieczy o odpowiednio dużej gęstości, np. w CH2Br2 (d = 2,48 g/cm^3) sól (d = 2,06 g/cm^3) wypływa na po­wierzchnię cieczy, a żelazo tonie.
8	Czy można oddzielić siarkę od piasku metodą wytapiania?	Tak, ponieważ siarka ma niską temperaturę topnienia i nie reaguje w stanie stopionym z piaskiem.
9	Czy metoda odparowania będzie odpowiednia, aby rozdzieli c rtęć od wody?	Można, ale woda będzie zanieczyszczona śladami rtęci.
10	Mając do wyboru metodę odparowania, destylacji i rektyfikacji, która z nich zastosujesz do rozdzielenia benzenu (temperatura wrzenia 80C) od etanolu (temperatura wrzenia 78C)	Tylko metodę rektyfikacji, ponieważ różnica temperatur wrzenia jest bardzo mała.

Substancje proste czyli pierwiastki chemiczne

1	Posługując się tabelą 1.7 (s. 41), oblicz, ile pierwiastków zajmujących w skorupie ziemskiej kolejne miejsca po tlenie ma łącznie taką samą masę jak tlen.	Dopiero 5 następnych pierwiastków, od krzemu do sodu włącznie, ma razem zawartość podobną (suma = 46,3%) do zawartości tlenu w gór­nych warstwach skorupy Ziemi.
2	Które pierwiastki używane są na co dzień w stanie czystym, a które tyl­ko w postaci mieszanin lub związków?	W stanie czystym używane są na co dzień niektóre metale, np. Pb, Al, Cu, Au, W, inne wykorzystuje się w postaci stopów, np. Ni, Co, Fe, Sn, Sb, Mo.
3	Korzystając z własnych zasobów domowych, przygotuj kolekcję meta­li i niemetali.
4	Który z pierwiastków jest znacznie bardziej rozpowszechniony we wszechświecie niż na Ziemi?	Wodór i hel.
5	Poszukaj w dostępnych źródłach (podręczniki, encyklopedie, Inter­net) informacji, które pierwiastki znane były w starożytności, które w średniowieczu, a które poznano dopiero w XIX wieku lub później.
6	Poszukaj w dostępnych źródłach informacji, które pierwiastki wystę­pują na Ziemi w stanie wolnym, a które tylko w związkach.	Wyłącznie w stanie wolnym występują na Ziemi jedynie helowce: He, Ne, Ar, Kr, Xe i promieniotwórczy Rn. Poza nimi spotykamy w stanie wolnym 02 (i 03), N2, S, C, H2 (w górnych warstwach atmosfery), me­tale szlachetne: Au, Ag, Pt i inne. Sporadycznie zdarzają się też w sta­nie wolnym inne metale: Cu, Hg, Bi, Fe (pochodzenia meteorytowe­go), w wyziewach wulkanów zaś możemy natrafić na gazowy Cl2 i Br2.
7	Na podstawie danych o rozpowszechnieniu pierwiastków w skorupie Ziemi podziel pierwiastki glin, cynę, żelazo i cez na: a) rozpowszechnione i łatwo dostępne, b) rzadkie i łatwo dostępne, c) rzadkie i trudno dostępne.	a) Glin i żelazo; b) cyna; c) cez.

Substancje złożone czyli związki chemiczne

1	W jakiej kolejności zapisujemy, a w jakiej odczytujemy w związkach dwuskładnikowych następujące pierwiastki: a) węgiel i fluor, b) tlen i chlor, c) chlor i sód, d) wapń i fluor.	Zapisujemy w następującej kolejności: Na, Ca, C, Cl, O, F, odczytuje­my zaś w kolejności odwrotnej.
2	Zgodnie z systemem Stocka i liczebnikowym nazwij następujące związki: A1203, A1F3, OF2.	A1203 - tritlenek diglinu albo tlenek glinu; A1F3 - trifluorek glinu albo fluorek glinu; OF2 - difluorek tlenu albo fluorek tlenu(II).
3	Na ile sposobów może być utworzona cząsteczka związku dwuskładni­kowego, zawierająca łącznie 5 atomów? Napisz wzory sumaryczne wszystkich możliwych cząsteczek, oznaczając jeden atom jako A, dru­gi zaś jako B.	Na 2 sposoby, jeżeli wzory ogólne AĄB i BA4 uznamy za jednakowe (to samo dotyczy przypadków A2B3 i By4.^)\AAB to np. Li4C - węglik tetra-litu i CF4 - tetrafluorek węgla, A3B2 zaś to np. Ca3P2 - difosforek tri-wapnia i A12S3 - trisiarczek diglinu.
4	Napisz wzory sumaryczne związków o nazwach: tetrabromek węgla, tlenek siarki(VI), tlenek azotu(II), trichlorek żelaza.	Tetrabromek węgla - CBr4; tlenek siarki(VI) - S03; tlenek azotu(II) - NO; trichlorek żelaza - FeCl3.
5	Nazwij następujące związki: ZnBr2, A1F3, SnCl4, Au20, IF7, CS2.	ZnBr2 - dibromek cynku, A1F3 - trifluorek glinu, SnCl4 - tetrachlorek cyny lub chlorek cyny(IV), Au20 - tlenek dizłota lub tlenek złota(I), IF7 - heptafluorek jodu lub fluorek jodu(VII), CS2 - disiarczek węgla.
6	Napisz wzory sumaryczne następujących związków: siarczek sodu, wę­glik krzemu, tlenek chloru(I), fluorek fosforu(V), bromek fosfo­rem).	Na2S, SiC, C120, PF5, PBr3.

Tlen oraz jego związki

1	Napisz równania 2 różnych reakcji otrzymywania tlenku siarki(IV).	S + 02 — SQ2; K2SG3 + 2 HC1 — 2 KC1 + H2G + S02
2	Napisz równania 4 różnych reakcji otrzymywania tlenku węgla(IV).	C + 02- C02; 2 CO + 02 — 2 C02; CaCOs — CaO + C02; CaC03 + 2 HC1 —> CaCl2 + C02 + H20
3	Napisz równania 4 różnych reakcji, jakim ulega tlenek wapnia.	CaO + C02 — CaC03; CaO + 2 HC1 — CaCl2 + H20; CaO + H20 —> Ca(OH)2; CaO + H2S04 — CaS04 + H20
4	Zastanów się, w jaki sposób w domu można otrzymać C02. Zapropo­nuj 2 różne metody otrzymania tego gazu.	Ogrzewanie gazowanej wody mineralnej; dodanie octu do sody oczysz­czonej.
5	Wymień 5 tlenków spotykanych na co dzień w gospodarstwie domo­wym lub w najbliższym otoczeniu.	Tlenek żelaza(II), tlenek żelaza(III), tlenek wapnia, tlenek węgla(II), tlenek węgla(IV).
6	Podziel podane tlenki na kwasowe, zasadowe, amfoteryczne i obojęt­ne: As203, BaO, Si02, Na20, Cr203, CO, C02, N2Os, NO, MgO, P4O10, ZnO.	Tlenki zasadowe to: BaO, Na20, MgO; kwasowe: Si02, C02, N2Os, P4O10; amfoteryczne: As203, Cr203, ZnO; obojętne: CO, NO.
7	Opisz, jak przeprowadzić doświadczenie pozwalające porównać cha­rakter chemiczny tlenków P4O10 i CaO.	Należy rozpuścić oba tlenki w wodzie i sprawdzić odczyn roztworu za pomocą papierka uniwersalnego.
8	Napisz równania reakcji tlenku arsenu(III): a) z wodorotlenkiem sodu, b) z kwasem solnym.	a) As203 + 6 NaOH — 2 Na3As03 + 3 H20 lub 2 NaOH + Al2Os — —* 2NaA102 + H20; b) As203 + 6HC1 —> 2AsCl3 + 3H20