Zadania z działu: Chemia fizyczna

Tymoloftaleina jest wskaźnikiem kwasowo-zasadowym zbliżonym do fenoloftaleiny. W roztworach o pH poniżej 9,4 jest bezbarwna, a powyżej stopniowo przybiera ciemnoniebieski kolor, jak przedstawiono na rysunku (dane dla 25 °C).

Wykonano następujące doświadczenie. W trzech probówkach umieszczono równe objętości roztworów następujących soli: NaCl, NaHCO₃ i Na₂CO₃, wszystkie roztwory miały stężenie 1 mol/dm³. Następnie do każdej probówki wprowadzono po 2 krople alkoholowego roztworu tymoloftaleiny. Zawartość probówek przybrała wygląd jak na przedstawionej fotografii.

Przygotowano probówki oznaczone numerami I i II. Do każdej wprowadzono taką samą objętość roztworu Na₂CO₃ i 2 krople alkoholowego roztworu tymoloftaleiny. Następnie do probówki I wprowadzono roztwór NaCl, a do probówki II roztwór NaHCO₃. Wygląd zawartości probówek przed i po wprowadzeniu roztworów NaCl i NaHCO₃ przedstawiono na fotografiach.

przed dodaniem roztworów	po dodaniu roztworów

Zapisz równanie reakcji odpowiedzialnej za wartość pH roztworu Na₂CO₃ i wyjaśnij, dlaczego tylko dodatek roztworu NaHCO₃ spowodował obserwowane zmiany.

Równanie reakcji: ……………………
Wyjaśnienie: ……………………………

Rozstrzygnij, czy wprowadzenie roztworu NaHCO₃ do roztworu K₂CO₃ w miejsce roztworu Na₂CO₃ także przyczyni się do zmiany barwy tymoloftaleiny. Uzasadnij swoje stanowisko.

Rozstrzygnięcie: ……………………….
Wyjaśnienie: ………………………….

Wykonano doświadczenie chemiczne, w którym do rozcieńczonego kwasu solnego wprowadzono w stechiometrycznej ilości roztwór wodorotlenku potasu. Początkowa temperatura użytych roztworów była identyczna i wynosiła 21 °C, podczas gdy po zmieszaniu była znacznie wyższa od początkowej.

Zadanie 1
Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła po zmieszaniu roztworów. Uwzględnij teorię Broensteda-Lowry'ego.

Zadania 2
Dokończ zdania. Wybierz i podkreśl po jednym określeniu z każdego nawiasu. 

Entalpia reakcji zobojętniania jest (dodatnia / ujemna), co oznacza, że układ (oddaje ciepło do otoczenia / pobiera ciepło od otoczenia). Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia (można stwierdzić, że reakcja autodysocjacji wody jest egzotermiczna / można stwierdzić, że reakcja autodysocjacji wody jest endotermiczna / nie można stwierdzić efektu cieplnego autodysocjacji wody). 

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

Informacja do zadań R21 i R22

W roztworach o odczynie zasadowym jony azotanowe(V) reagują z glinem wg przedstawionego schematu:

Al + NO₃^- + OH^- + H₂O ⟶ [Al(OH)₄]^- + NH₃

Zadanie R21
a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas tej przemiany. 
Równanie reakcji redukcji: 
Równanie reakcji utlenienia:

b) Napisz, jakie dwie zmiany można zaobserwować podczas tej reakcji.

Zadanie R22
Wodny roztwór KOH podzielono na dwie części. Pierwszą umieszczono w probówce oznaczonej I, a drugą w probówce oznaczonej II. Do probówki II wprowadzono nieznaczną ilość stałego KNO₃ i wstrząśnięto probówką do całkowitego rozpuszczenia ciała stałego. Następnie do obu probówek wprowadzono niewielką ilość sproszkowanego glinu.

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

b) Napisz równanie redukcji zachodzące w tej probówce, w której powstaje bezwonny gaz.

równanie redukcji:

c) napisz w postaci cząsteczkowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w probówce I.

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

Zadanie R20
Omówienie tego przykładu znajdziesz w kursie Pogromca redoksów maturalnych.
Na podstawie CKE (maj 2025, zad. 27.3, F2023)
Próbkę oktopaminy wprowadzono do zakwaszonego roztworu azotanu(III) potasu. W wyniku reakcji wydzielił się bezbarwny, niepalny gaz o masie molowej równej 28 g ∙ mol^–1. Otrzymany w warunkach doświadczenia organiczny produkt X opisanej reakcji – wprowadzony do probówki zawierającej świeżo strącony osad wodorotlenku miedzi(II) i nadmiar zasady – spowodował roztworzenie osadu i powstanie klarownego roztworu barwy ciemnoniebieskiej (szafirowej).

a) Napisz równania reakcji połówkowych redukcji i utleniania (bilans jonowo-elektronowy).

Równanie redukcji: ………………………………………………………………………………………………..
Równanie utleniania:

b) Uzupełnij schemat tak, aby powstało w formie jonowej skróconej schemat reakcji, w której otrzymano organiczny produkt X. Napisz wzory brakujących produktów.

 

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

Zadanie R19
W wodnym roztworze słabego kwasu kationy kobaltu(II) reagują z jonami azotanowymi(III) wg schematu:
Co²⁺ + 7NO₂^– + 2CH₃COOH ⟶ [Co(NO₂)₆]^3– + NO + H₂O + 2CH₃COO^–
Schemat powyższy dotyczy reakcji, w której użyto roztworu azotanu(III) sodu. Reakcja z roztworem azotanu(III) potasu przebiega z tą różnicą, że powstająca sól o wzorze K₃[Co(NO₂)₆] jest trudno rozpuszczalna w wodzie.
a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji utleniania zachodzącej w procesie przedstawionym na powyższym schemacie.

……………………………………………………………………………………………………………………….
b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie utleniania w opisanym procesie, gdy użyto roztworu azotanu(III) potasu.

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

c) Oceń poprawność 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 R18
Ustal brakujące produkty reakcji, której schemat podano poniżej. Napisz w postaci jonowej skróconej równania redukcji oraz sumaryczne równanie reakcji redoks. Wykorzystaj dane z "Wybrane wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki" do F2023.
Fe²⁺ + IO₃^- + H⁺ ⟶ Fe³⁺ + ___ + ___
Równanie redukcji: …
Sumaryczne równanie reakcji redoks: … 

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

Zadania R16 i R17

Zadanie R16
Wykonano dwuetapowe doświadczenie. W dwóch probówkach (oznaczonych I i II) znajdowało się po 5 cm³ bezbarwnego wodnego roztworu NaIO₄. Do obu probówek wprowadzono niewielką ilość roztworu kwasu askorbinowego (witaminy C) C₆H₈O₆. Zaszła reakcja chemiczna, w wyniku której powstało ciało stałe o ciemnej barwie. W drugim etapie do probówki I wprowadzono kilka cm³ chloroformu i wstrząśnięto zawartością probówki. Wygląd zawartości probówki I po tym etapie przedstawiono poniżej. 

Do probówki II wprowadzono dodatkową ilość roztworu kwasu askorbinowego. Nastąpił zanik ciała stałego i powstał bezbarwny roztwór. W obu etapach doświadczenia kwas askorbinowy pełnił tę samą rolę.
a) Zapisz równanie w formie jonowej skróconej równanie reakcji redukcji, która zaszła w pierwszym etapie doświadczenia. 

Stwierdzono, że w środowisku zbliżonym do obojętnego w obecności anionów jodanowych(VII) cząsteczka kwasu askorbinowego ulega rozpadowi wg równania, które w uproszeniu można napisać następująco:
C₆H₈O₆ +5H₂O ⟶ HCHO + C₂O₄^2- + 2HCOO^- + CO₂ + 14H⁺ + xe
b)Ustal wartość współczynnika x i napisz stosunek utleniacza do reduktora. Wynik podaj w postaci najmniejszych liczb całkowitych.
x = ….
n_utl : n_red = …

c) zapisz w formie jonowej równanie reakcji odpowiedzialnej za zanik ciała stałego w probówce II. Dokończ zdanie. Wybierz i podkreśl jedną odpowiedź z podanych w nawiasie.

równanie reakcji: ...

W obu etapach doświadczenia wykazano (kwasowe / zasadowe / redukujące / utleniające) właściwości kwasu askorbinowego.

Zadanie R17
Przygotowano probówkę z roztworem KI (probówka I) i probówkę z roztworem KIO₃ (probówka II). Oba roztwory są bezbarwne. Do obu probówek wprowadzono po 2 cm³ roztworu Pb(NO₃)₂. W probówkach nastąpiły zmiany świadczące o zajściu reakcji chemicznej. Efekt doświadczenia przedstawiono na fotografii.

Następnie do probówki II wprowadzono 2 cm³ roztworu kwasu askorbinowego i nastąpiły zmiany świadczące o zajściu reakcji chemicznej. Efekt doświadczenia przedstawiono na fotografii.

a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, które zaszły w probówkach I i II podczas pierwszego etapu doświadczenia.
probówka I: ...
probówka II: ...
b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji redukcji, która zaszła podczas opisanego doświadczenia.

Przygotowano probówkę III, w której umieszczono roztwór KIO₃ i nadmiar roztwór kwasu askorbinowego. Probówką wstrząśnięto i wprowadzono kroplę roztworu Pb(NO₃)₂. Nastąpiło wytrącenie osadu.
c) Napisz, jaki kolor (biały czy żółty) miał wytrącony osad. Podkreśl poprawną odpowiedź z podanych w nawiasie i uzasadnij swój wybór.
Kolor osadu był (biały / żółty).
Uzasadnienie: ....
 

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

Zadanie R15

Uwodniona forma Fe₃O₄ (mieszanego tlenku żelaza, FeO·Fe₂O₃) roztwarza się w HNO₃. Dwie grupy uczniów przeprowadziły doświadczenia:
Grupa I: do probówki wsypali odrobinę stałego Fe₃O₄·4H₂O (uwodnionej formy mieszanego tlenku żelaza FeO·Fe₂O₃). Następnie dodali 5 cm³ rozcieńczonego HNO₃ i zaobserwowali roztworzenie osadu, oraz powstanie bezbarwnego gazu, który w kontakcie z powietrzem przybrał kolor brunatny. Po roztworzeniu osadu stwierdzili, że jedyne kationy żelaza obecne w roztworze to Fe³⁺. 
Grupa II: do probówki wsypali odrobinę stałego FeO, następnie dodali 5 cm³ rozcieńczonego HNO₃ i zaobserwowali roztworzenie osadu, oraz powstanie bezbarwnego gazu, który w kontakcie z powietrzem przybrał kolor brunatny. Po roztworzeniu osadu stwierdzili, że jedyne kationy żelaza obecne w roztworze to Fe³⁺. 
Następnie uczniowie obu sekcji postawili hipotezę:
W obu doświadczeniach rolę reduktora pełni wyłącznie tlenek żelaza(II), zatem równanie utleniania w obu doświadczeniach można zapisać następująco:
FeO + 2H⁺ → Fe³⁺ + H₂O + e
Rozstrzygnij, czy postawiona hipoteza jest poprawna. Uzasadnij swój wybór.
Hipoteza jest (poprawna / niepoprawna), ponieważ …