Zadania z działu: Chemia fizyczna

Do probówki z wodnym roztworem K₂Cr₂O₇ wprowadzono 1,0 cm³ spirytusu rektyfikowanego i wstrząśnięto probówką. Nie zaobserwowano zmian świadczących o przebiegu reakcji chemicznej. Następnie do tej samej probówki wprowadzono
1,0 cm³ stężonego kwasu siarkowego(VI) i wstrząśnięto probówką. 

Po chwili zawartość probówki przybrała wygląd jak na fotografii. 

Oceń poprawność poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa albo F, jeśli informacja jest fałszywa. 
 

Dla reakcji, której równanie przedstawiono poniżej:

A(g) → B(g)

równanie kinetyczne ma postać:

Stężenie substratu w dowolnej chwili można obliczyć z tzw. całkowego równania kinetycznego, które dla reakcji drugiego rzędu ma następującą postać:

gdzie c oznacza stężenie w dowolnej chwili, c_pocz stężenie początkowe, k jest stałą szybkości reakcji, a t oznacza czas trwania reakcji.
W temperaturze T do reaktora o stałej pojemności 2 dm³ wprowadzono 0,700 mol substratu A. Początkowa szybkość reakcji wynosiła 0,0420 mol∙dm^-3∙s^-1. 
Oblicz szybkość reakcji po 2 sekundach od jej zainicjowania. Załóż, że w układzie utrzymywano stałą temperaturę.

Badano kinetykę reakcji, której równanie przedstawiono poniżej:
A + 2B → C
Stwierdzono, że równanie kinetyczne tej reakcji ma następującą postać:
 

Napisz równanie kinetyczne reakcji zdefiniowane następująco:

Twój Redoksownik - pobierz wszystkie zadania z reakcjami redoks w jednym pliku do druku.

Zadanie R30
Poniżej podano schemat pewnej reakcji redoks:
Pb₃O₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ ⟶ PbSO₄ + K₂SO₄

Zapisz w formie jonowej skróconej równanie redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas powyższej reakcji. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne, aby otrzymać sumaryczne równanie reakcji utleniania i redukcji.

Równanie redukcji: …………………………………………………………………………………………………….
Równanie utlenienia: ………………………………….……………………………………………………………….
….Pb₃O₄ + ….K₂SO₃ + ….H₂SO₄ ⟶ ….PbSO₄ + ….K₂SO₄ + ....H₂O

Twój Redoksownik - pobierz wszystkie zadania z reakcjami redoks w jednym pliku do druku.

Zadanie R29
Aby otrzymać jodan(V) potasu do roztworu chloranu(V) potasu wprowadzono jod. Po dodaniu niewielkiej ilości HNO₃ nastąpiła egzotermiczna reakcja, która miała dość szybki przebieg:
2KClO₃ + I₂ ⟶ 2KIO₃ + Cl₂

Oceń prawdziwość poniższego zdania. Uzasadnij swoją decyzję. 
„Z doświadczenia wynika, że jod jest aktywniejszym fluorowcem niż chlor.”
Rozstrzygnięcie: zdanie jest ( prawdziwe / nieprawdziwe ).
Uzasadnienie:
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
 

Twój Redoksownik - pobierz wszystkie zadania z reakcjami redoks w jednym pliku do druku.

Informacja do zadań R26 – R28
ClO₂ jest trującym tlenkiem chloru, który w temperaturze pokojowej jest pomarańczowoczerwonym gazem, pod ciśnieniem 1013 hPa skrapla się po ochłodzeniu do temperatury niższe od 11 °C. Jedna z laboratoryjnych metod jego otrzymywania polega na działaniu stężonego roztworu H₂SO₄ na KClO₃. Schemat tej reakcji przedstawiono poniżej (metoda I):
KClO₃ + H₂SO₄ ⟶ HClO₄ + ClO₂ + KHSO₄ + H₂O
Inna metoda polega na działaniu roztworem H₂SO₄ na stechiometryczną  mieszaninę KClO₃ z kwasem szczawiowym (H₂C₂O₄) (metoda II). 
KClO₃ + H₂C₂O₄ + H₂SO₄ ⟶ ClO₂ + CO₂ + KHSO₄ + H₂O
Zadanie R26
Zapisz w formie jonowej skróconej równanie redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas otrzymywania ClO₂ w wyniku działania stężonego roztworu H₂SO₄ na KClO₃. Podaj stosunek molowy utleniacza i reduktora.
Równanie redukcji: …………………………………………………………………………………………………….
Równanie utlenienia: ………………………………….……………………………………………………………….
n_utl. : nr_ed. = …………………….

Zadanie R27
Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji utleniania zachodzącej podczas otrzymywania ClO₂ w wyniku działania stężonego roztworu H₂SO₄ na mieszaninę KClO₃.  Z kwasem szczawiowym. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne, aby otrzymać sumaryczne równanie reakcji utleniania i redukcji.

Równanie utlenienia: ………………………………….……………………………………………………………….

….KClO₃ + ….H₂C₂O₄ + ….H₂SO₄ ⟶ ….ClO₂ + ….CO₂ + ….KHSO₄ + ….H₂O
Zadanie R28
Rozstrzygnij, która z przedstawionych metod (I czy II) jest lepszym źródłem ClO₂ ze względu na zużycie KClO₃.
Rozstrzygnięcie: ………………………………………………………….
Uzasadnienie:

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

Twój Redoksownik - pobierz wszystkie zadania z reakcjami redoks w jednym pliku do druku.

Zadanie R25
W wyniku redukcji manganianów(VII) można otrzymać manganiany(VI). Roztwory manganianów(VI) litowców mają charakterystyczna ciemnozieloną barwę. Jony manganianowe(VI) mają niezbyt silne właściwości utleniające. Poniżej przedstawiono wartości standardowych potencjałów redukcji dla odpowiednich półogniw.
 

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa albo F, jeśli informacja jest fałszywa.

Twój Redoksownik - pobierz wszystkie zadania z reakcjami redoks w jednym pliku do druku.

Zadanie R24
Tal tworzy dwa kationy proste, które mogą występować w roztworach wodnych. Poniżej podano standardowe potencjały redukcji dla półogniw, w których zachodzą następujące reakcje połówkowe:

Z fluorem tworzy trwałe związki o wzorach TlF oraz TlF₃, w których kationy talu różnią się ładunkiem. Związek o wzorze TlI₃ można otrzymać w reakcji wg równania:

TlI + I₂ ⟶ TlI₃

a) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji talu z kwasem rozcieńczonym kwasem solnym użytym w nadmiarze. Uwzględnij, że powstająca sól nieznacznie rozpuszcza się w wodzie o temperaturze pokojowej.

………………………………………………………………………………………………………………………….

b) Ustal, czy związek o wzorze TlI₃ to związek talu(I) czy talu(III). Uzupełnij schemat, wpisz wzór sumaryczny kationów i anionów obecnych w kryształach TlI₃.
Stopień utlenienia talu: ………………….

Twój Redoksownik - pobierz wszystkie zadania z reakcjami redoks w jednym pliku do druku.

Zadanie R23
Kationy żelaza tworzą związki kompleksowe z anionami cyjankowymi. Do często spotykanych soli kompleksowych żelaza należą jasnożółty K₄[Fe(CN₎₆]·3H₂O i intensywnie pomarańczowy K₃[Fe(CN)₆]. Fotografie poniżej przedstawiają wodne roztwory obu związków.
    

Przeprowadzono następujące doświadczenia chemiczne:
I: Do wodnego roztworu K₃[Fe(CN)₆] wprowadzono pewną ilość stałego Na₂SO₃ i wstrząsano probówką aż do całkowitego rozpuszczenia soli. Stwierdzono także stopniowy zanik barwy roztworu, aż do przyjęcia trwałej barwy bladożółtawej.

II: do wodnego roztworu K₄[Fe(CN)₆] wprowadzono roztwór jodu w rozpuszczalniku organicznym. Następnie probówkę umieszczono w łaźni wodnej o temperaturze 50 °C. Po godzinie probówkę wyjęto. Wygląd zawartości probówki przed umieszczeniem i po wyjęciu z łaźni wodnej przedstawiono poniżej.

Zadanie R23.1
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji zachodzącej podczas doświadczenia I.

…………………………………………………………………………………………………………………………….

Zadanie R23.2
Napisz w formie cząsteczkowej sumaryczne równanie reakcji utleniania i redukcji zachodzącej podczas doświadczenia II. Podaj wzór jonu lub cząsteczki, które w podanym doświadczeniu pełnią rolę utleniacza i reduktora. Podkreśl wzór związku organicznego, który w doświadczeniu II pełnił rolę rozpuszczalnika jodu.

Równanie reakcji: …………………………………………………………………………………………………………………………..
Utleniacz: ……………………….
Reduktor: ………………………..
Wzór rozpuszczalnika: CH₃OH, C₆H₁₄, CHCl₃
 

Pobierz wszystkie zadania ze schematów ogniw w pliku do druku w formacie pdf (kliknij).

Artykuł wyjaśniający zasady konwencji sztokholmskiej (kliknij).

Zadanie 1
Na podstawie schematycznego rysunku ogniw galwanicznych zapisz schemat danego ogniwa w konwencji sztokholmskiej.

A)

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
B)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
C)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
D)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
E)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
F)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
G)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
H)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
I)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
J)

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
K)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
L)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
M)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
N)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)
O)
 

schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………………..(+)

Zadanie 2
Poniżej podano standardowe potencjały redukcji wybranych reakcji połówkowych zachodzących w standardowych półogniwach. Półogniwa te oznaczono symbolami od A do F.

Przez połączenie odpowiednich półogniw zmontowano standardowe ogniwa galwaniczne.
Zadanie 2.1
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji redoks zachodzącej w pracującym ogniwie oraz zapisz schemat tego ogniwa zgodnie z konwencją sztokholmską. W odpowiednich przypadkach przyjmij, że elektrodą jest platyna.
A z C)
Równanie reakcji:
……………………………………………………………………………………………………………………………….
schemat: (-) ……………………………………………………………………………….………………………...Pt(+)

C z D)
Równanie reakcji:
……………………………………………………………………………………………………………………………….
schemat: (-)……..……………………………………………………………………………………………………...(+)

D z E)
Równanie reakcji:
……………………………………………………………………………………………………………………………….
schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………….....…..(+)

E z F)
Równanie reakcji:
……………………………………………………………………………………………………………………………….
schemat: (-) ………………………………………………………………………………………………….....…..(+)
Zadanie 2.2
Podaj wzór substancji lub jonu, który w podanym zestawie pełni następującą funkcję.
Najsłabszy utleniacz: ……………
Najsłabszy reduktor: …………….

Zadanie 3
Na podstawie schematu ogniwa galwanicznego uzupełnij graficzne przedstawienie ogniwa. Wpisz brakujące symbole lub wzory w puste miejsca. Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji redoks zachodzącej w pracującym ogniwie.
A) schemat: (-)Pt | CrO₄^2–, Cr(OH)₆]^3–, OH^– || Br^–, BrO₃^–, OH^– | Pt(+)
 

Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………………………..

B) schemat: (-)Pt | Sn²⁺, Sn⁴⁺ || Pb²⁺, H₃O⁺ | PbO₂ | Pb(+)
 

Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………………………..