Do probówek oznaczonych numerami 1.–4. wprowadzono wodne roztwory czterech substancji chemicznych: wodorotlenku baru, manganianu(VII) potasu, fenolanu sodu i chlorku żelaza(III). Stężenie molowe każdego roztworu wynosiło 0,10 mol * dm_3.

 

1. Wpisz do schematu wzory odpowiednich drobin, tak aby powstało równanie procesu decydującego o odczynie roztworu fenolanu sodu. Zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda.

2. Uporządkuj roztwory znajdujące się w probówkach według wzrastającego pH. Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz w wolne pola wzory substancji znajdujących się w roztworach

3. Roztwory z probówek 1.–4. posłużyły do przeprowadzenia doświadczenia. Do jednej z probówek wprowadzono tlenek węgla(IV), a do pozostałych dodano pojedynczo odczynniki: NaOH (aq), Na2SO3 (aq) oraz HCl (aq). Każdego z roztworów użyto jeden raz. Po wymieszaniu zawartości probówek w każdej z nich zaobserwowano zmętnienie lub wytrącenie osadu.

 

3.1

Ustal, do której probówki został wprowadzony tlenek węgla(IV), a do których – wodne roztwory: NaOH oraz HCl. Uzupełnij podane niżej schematy.

2. Wpisz do tabeli wzory substancji, których powstanie w probówkach 1., 3. oraz 4. odpowiadało za opisany objaw reakcji.

3. W probówce 2., po zmieszaniu reagentów, zachodzi proces utleniania-redukcji. Utleniacz i reduktor reagują ze sobą w stosunku molowym 2 : 3, a trzecim substratem reakcji jest woda.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie tej reakcji.

Kwas pantotenowy wchodzi w skład witaminy B5. Jego wzór chemiczny przedstawiono poniżej:

Kwas pantotenowy może ulegać hydrolizie zasadowej.

 

1. Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał w formie jonowej skróconej równanie hydrolizy zasadowej kwasu pantotenowego. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.

 

2. Rozstrzygnij, czy cząsteczka kwasu pantotenowego jest chiralna. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Nomex to polimer stosowany do produkcji materiałów o wysokiej odporności mechanicznej i termicznej. Fragment jego łańcucha przedstawiono poniżej:

Monomery, z których można otrzymać nomex, różnią się charakterem kwasowo-zasadowym.

1. Uzupełnij tabelę. Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone dwóch monomerów, z których można otrzymać ten polimer.

2. Uzupełnij zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

Nomex otrzymuje się w wyniku polimeryzacji (łańcuchowej / kondensacyjnej). W tej przemianie (wydziela się / nie wydziela się) produkt uboczny.

Dwa pierwiastki oznaczone literami X i E należą do tego samego okresu. Wiadomo, że w stanie podstawowym:
• atom pierwiastka X ma w zewnętrznej powłoce cztery elektrony sparowane i dwa niesparowane
• stan energetyczny niesparowanych elektronów atomu pierwiastka X opisują główna liczba kwantowa 𝑛 = 4 i poboczna liczba kwantowa 𝑙 = 1
• w atomie pierwiastka E liczba elektronów, które mogą brać udział w tworzeniu wiązań, jest taka sama jak w atomie pierwiastka X, jednak są one rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛.

 

1. Wpisz do tabeli symbole chemiczne pierwiastków X i E, numer grupy i symbol bloku konfiguracyjnego, do których należy każdy z pierwiastków.

 

 

2. Pierwiastki X i E mogą przyjmować w związkach chemicznych różne stopnie utlenienia.

 

2.1 Napisz najwyższy i najniższy stopień utlenienia, jaki może przyjmować pierwiastek X w związkach chemicznych.

Najwyższy stopień utlenienia:
Najniższy stopień utlenienia:

 

2.2 Przeprowadzono doświadczenie, którego wynik przedstawiono w tabeli. Znakiem + oznaczono te układy, w których zaobserwowano objawy reakcji.

Napisz wzory trzech różnych tlenków pierwiastka E, spełniających podane warunki.

Tlenek I:
Tlenek II:
Tlenek III:

Przebieg reakcji jądrowych można przedstawić w postaci zapisu skróconego. Na pierwszym miejscu podaje się symbol jądra bombardowanego, następnie w nawiasie – kolejno – symbole cząstki bombardującej i lekkiej cząstki emitowanej, a na końcu – symbol jądra produktu.

Pewien izotop kobaltu można otrzymać w przemianach jądrowych, których sumaryczny przebieg przedstawiono na poniższym schemacie. Symbol e oznacza elektron.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010 oraz L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2016.

 

Napisz równanie przemiany jądrowej, która przebiega według powyższego schematu. Uzupełnij wszystkie pola odpowiednimi symbolami i wartościami liczbowymi.

Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

1) Tlen i siarka tworzą wodorki typu H2E. Energia oddziaływań pomiędzy cząsteczkami wody jest (większa / mniejsza) niż energia oddziaływań pomiędzy cząsteczkami siarkowodoru.

2) Woda w postaci lodu tworzy kryształ (molekularny / kowalencyjny).

W roztworze alkoholowo-wodnym zawierającym bromometan oraz wodorotlenek sodu przebiega reakcja opisana równaniem:

1. Opisaną reakcję otrzymywania metanolu prowadzono w jednakowej temperaturze w dwóch roztworach (I i II) o równej początkowej liczbie moli jonów OH– i bromometanu. Wskutek użycia większej ilości rozpuszczalnika objętość roztworu II była dwukrotnie większa.

Trzej uczniowie – oznaczeni jako A, B i C – sformułowali wnioski dotyczące wpływu różnicy objętości roztworów na początkową szybkość reakcji. Wnioski poszczególnych uczniów zapisano w tabeli.

Rozstrzygnij, który uczeń (A, B czy C) sformułował poprawny wniosek. Odpowiedź uzasadnij.

Poprawny wniosek sformułował uczeń:
Uzasadnienie:

 

2. Reakcję CH3Br z NaOH prowadzono w temperaturze 55°C. Po pewnym czasie stężenie jonów OH− – wskutek przebiegu reakcji chemicznej – zmalało z 0,060 mol‧dm_3 do wartości 0,050 mol‧dm^3, a szybkość reakcji wynosiła 1,07 · 10^-5 mol‧dm^-3‧s^-1.

Oblicz początkowe stężenie molowe bromometanu.

Obliczenia:

Stapianie tlenku krzemu(IV) z wodorotlenkiem sodu pozwala otrzymać różne krzemiany, w zależności od stosunku molowego substratów tej reakcji. Wskutek hydrolizy wodnego roztworu tetraoksokrzemianu(IV) sodu, czyli Na4SiO4, tworzy się roztwór silnie alkaliczny. Taki roztwór obok cząsteczek kwasu tetraoksokrzemowego(IV) zawiera wszystkie rodzaje wodoroanionów tego kwasu.

 

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

 

1. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania tetraoksokrzemianu(IV) sodu opisaną metodą. Oblicz stosunek masowy substratów.

Równanie reakcji:

Stosunek masowy:

2. Napisz wzór sumaryczny tego wodoroanionu kwasu tetraoksokrzemowego(IV), który zbudowany jest z siedmiu atomów.

 

3. Narysuj elektronowy wzór kreskowy kwasu tetraoksokrzemowego(IV). Określ typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali walencyjnych atomu krzemu w cząsteczce tego kwasu.

Elektronowy wzór kreskowy:
Typ hybrydyzacji:

W celu określenia zawartości tlenku kobaltu(II) w mieszaninie zawierającej tylko CoO i Co3O4 próbkę tej mieszaniny o masie 100 g poddano prażeniu. Podczas tego procesu zaszły reakcje chemiczne:

W wyniku zachodzących reakcji otrzymano 75,0 g metalicznego kobaltu.

Oblicz w procentach masowych zawartość tlenku kobaltu(II) w wyjściowej mieszaninie. Przyjmij, że obie reakcje przebiegły z wydajnością równą 100 %.

Obliczenia:

Poniżej przedstawiono informacje pozwalające porównać moc trzech substancji, które wykazują kwasowy charakter chemiczny w roztworach wodnych (𝑇 = 25 °C, 𝑝 = 1000 hPa):

Próbkę wodnego roztworu każdej z substancji (analitu) o objętości 10,0 cm3 i stężeniu molowym 0,020 mol ‧dm_3, umieszczano w kolbie i miareczkowano roztworem titranta: NaOH (aq) o stężeniu molowym 0,020 mol‧dm_3. Krzywe miareczkowania oznaczone literami A, B i C przedstawiono na wykresie.

Punkt równoważnikowy (PR) to punkt na krzywej miareczkowania odpowiadający takiej ilości titranta, która jest równoważna stechiometrycznej ilości analitu. W pobliżu PR podczas miareczkowania zachodzą wyraźne zmiany wartości pH, zwane skokiem miareczkowania.

Schemat przedstawia zmiany barwy wskaźnika kwasowo-zasadowego – błękitu tymolowego – w roztworach o różnej wartości pH (zakresy zmiany barwy: 1,2– 2,8 oraz 8,0– 9,6):

1. Oceń, prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

2. W wodnych roztworach kwasów diprotonowych (H2X) oraz podczas miareczkowania ich roztworów za pomocą NaOH (aq) zachodzi wiele procesów, np.:

Na podstawie krzywej miareczkowania oznaczonej literą C wskaż, który z procesów I–IV decyduje o pH roztworu obecnego w kolbie, w różnych momentach
miareczkowania. Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz numer procesu lub numery procesów.

 

3. Przeanalizuj krzywe miareczkowania i rozstrzygnij, czy można odróżnić wszystkie badane roztwory przy użyciu błękitu tymolowego po wprowadzeniu 𝟒 i 𝟏𝟒 cm3 titranta. Zaznacz słowo TAK albo NIE przy każdym stwierdzeniu.

W 150 g wody o temperaturze 80 °C rozpuszczono 160 g bezwodnego tiosiarczanu sodu (Na2S2O3). Otrzymany roztwór ochłodzono do temperatury 20 °C.

Oblicz, ile gramów Na2S2O3 ∙ 5H2O wykrystalizuje po ochłodzeniu roztworu. W temperaturze 𝟐𝟎 °𝐂 rozpuszczalność hydratu wynosi 𝟏𝟕𝟔 𝐠 w 𝟏𝟎𝟎 𝐠 wody.

W trzech zlewkach umieszczono:

• w zlewce A czystą wodę
• w zlewce B roztwór węglanu sodu
• w zlewce C kwas solny

o równych objętościach. Do każdej zlewki wprowadzono jednakową porcję stałego węglanu wapnia. Zawartość zlewek wymieszano i odstawiono. Stwierdzono, że w żadnej zlewce węglan wapnia nie uległ całkowitemu rozpuszczeniu. Temperatura wszystkich roztworów po zakończeniu doświadczenia wynosiła 25°C.

 

1. Oblicz stężenie molowe jonów Ca2+ w roztworze otrzymanym w zlewce A po zakończeniu doświadczenia.

 

2.Rozstrzygnij, w której ze zlewek (A, B czy C) po zakończeniu doświadczenia znajdował się roztwór o największym stężeniu jonów Ca2+, a w której – roztwór o najmniejszym stężeniu jonów Ca2+. Zaznacz poprawną odpowiedź w każdym nawiasie i uzasadnij
swoje stanowisko. W uzasadnieniu najmniejszego stężenia jonów Ca2+ odwołaj się do procesu równowagowego zachodzącego w roztworze.

Najwięcej jonów Ca2+ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:

Najmniej jonów Ca2+ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:

Zmieszano 500 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o nieznanym stężeniu 𝑐 (roztwór A) i 250 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,10 mol‧dm-3 (roztwór B). W temperaturze 25°C pH otrzymanego roztworu C wynosiło 12,7.

Oblicz stężenie molowe 𝒄 roztworu A wodorotlenku sodu. Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworów. Wynik podaj z odpowiednią jednostką.

Obliczenia:

W temperaturze 𝑇 sporządzono trzy bezbarwne wodne roztwory:
• I – octanu sodu (CH3COONa)
• II – kwasu octowego (CH3COOH)
• III – wodorotlenku sodu (NaOH)
o jednakowych stężeniach molowych równych 0,01 mol‧dm-3.

Do identyfikacji tych roztworów wybrano dwa wskaźniki kwasowo-zasadowe: tymoloftaleinę i zieleń bromokrezolową. Wyniki doświadczenia przedstawiono na zdjęciach.

Uzupełnij tabelę. Wpisz wzory substancji, których wodne roztwory identyfikowano.

Uczniowie przeprowadzili dwuetapowe doświadczenie, w którym w temperaturze pokojowej otrzymali z metalicznego glinu wodorotlenek glinu.

 

1. Wybierz i zaznacz na poniższym schemacie wzory odczynników, których użyto podczas doświadczenia przeprowadzonego przez uczniów.

2. Zapisz w formie jonowej skróconej:
• równanie reakcji zachodzącej w etapie I
• równanie reakcji zachodzącej w etapie II
opisanego doświadczenia, a następnie napisz, jakie zmiany zaobserwowano po
dodaniu – w etapie II – nadmiaru wybranego odczynnika.
Równania reakcji:

Etap I:
Etap II:
Zaobserwowane zmiany: