Zadania z działu: Chemia fizyczna
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.
Dodanie roztworu KCl do roztworu Na3[Co(NO2)6] spowoduje wytrącenie osadu. P F Jednym z produktów reakcji kationów CoCl2 z NaNO2 w obecności CH3COOH jest sól kompleksowa. P F
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 + C2O42- + 2HCOO- + CO2 + 14H+ + xe
b)Ustal wartość współczynnika x i napisz stosunek utleniacza do reduktora. Wynik podaj w postaci najmniejszych liczb całkowitych.
x = ….
nutl : nred = …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 …Zadanie R14
Omówienie tego przykładu znajdziesz w kursie Pogromca redoksów maturalnych.Na podstawie CKE (maj 2015, zad. 18, F2007-2014)
Poniżej przedstawiono schemat reakcji kwasu jodowego(I) z etanolem.
HIO + CH3CH2OH + I2 ⟶ CH3CHO + I3- + H+ + H2O
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:Zadanie R13
Omówienie tego przykładu znajdziesz w kursie Pogromca redoksów maturalnych.
Napisz równania połówkowe redukcji i utleniania i uzupełnij w podanym schemacie współczynniki stechiometryczne tak, aby otrzymać sumaryczne równanie reakcji redoks.Pb12O19 + H+ + Cl- ⟶ PbCl2 + Cl2 + H2O
Równanie redukcji: ...
Równanie utleniania: ...
Równanie sumaryczne: ...Termograwimetria jest metodą analizy termicznej próbek. Wykorzystuje ona bardzo często reakcje rozkładu termicznego z wydzieleniem gazowych produktów, a podstawą analizy jest zmiana (ubytek lub rzadziej przyrost) masy próbki i temperatura, w której dochodzi do zmiany masy próbki.
Magnezyt (minerał o wzorze MgCO3) ulega termicznemu rozkładowi. Po sproszkowaniu, ogrzewany w atmosferze azotu ze stopniowym podnoszeniem temperatury o 10 K/min zaczyna rozkładać się w temperaturze ok. 500 °C z ubytkiem masy. Ubytek masy kończy się po osiągnięciu temperatury 650 °C i rozkład uznaje się za zakończony. Największą szybkość rozkładu obserwuje się w temperaturze ok. 617 °C. Na poniższym rysunku przedstawiono przybliżoną krzywą termograwimetryczną magnezytu (w przeliczeniu na 1 mol próbki).
Kalcyt (minerał o wzorze CaCO3) także ulega termicznemu rozkładowi. Ogrzewany w identycznych warunkach zaczyna się rozkładać po osiągnięciu temperatury 660 °C. Koniec rozkładu obserwuje się ok. 810 °C, a największą szybkość rozkładu obserwuje się ok. 780 °C. Na poniższym rysunku przedstawiono przybliżoną krzywą termograwimetryczną kalcytu (w przeliczeniu na 1 mol próbki).
Zadanie 4.1
Narysuj przybliżoną krzywą termograwimetryczną ogrzewania równomolowej mieszaniny sproszkowanego MgCO3 ze sproszkowanym CaCO3 w podanych warunkach. Przyjmij, że próbka zawiera 1 mol CaCO3.
Zadanie 4.2
Dolomit to minerał węglanowy, którego wzór to MgCa(CO3)2 (lub w postaci adduktywnej to MgCO3·CaCO3). Jest niemal wyłącznym składnikiem skały o tej samej nazwie. Jako skała dolomit występuje w wielu miejscach na całym świecie, są z niego zbudowane niektóre masywy górskie. Ogrzewanie dolomitu do wysokich temperatur prowadzi do jego rozkładu, który składa się z dwóch etapów. W obu etapach powstaje ten sam gaz, a w każdym etapie powstaje połowa gazu. Poddając dolomit analizie termograwimetrycznej w opisanych uprzednio warunkach obserwuje się początek rozkładu po osiągnięciu ok. 600 °C. Największą szybkość rozkładu w pierwszym etapie obserwuje się w temperaturze ok. 745 °C. Początek rozkładu dolomitu następuje w temperaturze o ok. 100 °C wyższej niż obserwuje się w przypadku magnezytu (MgCO3). Drugi etap rozkładu zachodzi najszybciej ok. 780 °C i kończy się w temperaturze ok. 810 °C.a) Oceń poprawność zdań. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa albo F, jeśli informacja jest nieprawdziwa.
Dolomit jest równomolową mieszaniną węglanu wapnia z węglanem magnezu. P F Dolomit może służyć do podnoszenia pH gleb kwaśnych. P F Pozostałość po prażeniu dolomitu do stałej masy stanowią dwa tlenki, z których tylko jeden reaguje z wodą w temperaturze pokojowej. P F
b) Napisz równania reakcji, które zachodzą podczas ogrzewania dolomitu.
Etap I: ………………
Etap II: ………………
c) Wyjaśnij, skąd przekraczająca 100 °C różnica w pomiędzy początkiem rozkładu magnezytu (MgCO3) a początkiem pierwszego etapu rozkładu dolomitu.
Wyjaśnienie: ………
Zadanie 4.3
Neyreryt jest bardzo rzadkim minerałem o wzorze Na2Ca(CO3)2 (Na2CO3·CaCO3). W warunkach pokojowych jest nietrwały i wrażliwy na wilgoć, więc musi być przechowywany w atmosferze ochronnej w hermetycznych pojemnikach. Neyreryt powstaje m.i. w wyniku ogrzewania sproszkowanej mieszaniny dolomitu z węglanem sodu w temperaturach nie przekraczających 500 °C.
a) Napisz równanie reakcji dolomitu z węglanem sodu, w której powstaje neyreryt.
……………………
b) Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zachodzi po wprowadzeniu stałego neyrerytu do wody.
……………………
c) Wyjaśnij, dlaczego podczas ogrzewania do wysokich temperatur mieszaniny dolomitu z węglanem sodu obserwuje się początek uwalniania gazu po osiągnięciu ok. 500 °C, a przy ogrzewaniu czystego dolomitu dopiero po przekroczeniu temperatury 600 °C.
Wyjaśnienie: ..........
Zadanie R12
Nadtlenodisiarczan potasu jest związkiem o silnych właściwościach utleniających. W ciemności i w stanie suchym jest trwały, jednak podczas przechowywania w ciemności w nieszczelnie zamkniętych pojemnikach ulega powolnej reakcji z wilgocią powietrza, której schemat przedstawiono poniżej:
K2S2O8 + H2O → KHSO4 + O2
Reakcja ta zachodzi powoli także w zimnych roztworach wodnych, jednak ulega znacznemu przyspieszeniu po ogrzaniu roztworu.
Oprócz powyższej reakcji, podczas przechowywania przy dostępie światła słonecznego dochodzi dodatkowa reakcja, w której anion nadtlenodisiarczanowy traci jeden atom tlenu, zaś sama liczba anionów pozostaje taka sama. Produktami tej reakcji są gazowy tlen i pewna sól potasu. Sól ta wprowadzona do wody przechodzi w ten sam związek potasu, który powstaje w reakcji z udziałem wilgoci.Zadanie R12.1
3,00 g preparatu z opakowania przechowywanego w ciemności, ale otwieranego wcześniej, rozpuszczono w wodzie demineralizowanej, otrzymując 100,00 cm3 roztworu. Pomiar pH, przeprowadzony w 25 °C, dał wynik 2,83.Oblicz procentową zawartość (procent masowy) K2S2O8 w użytym preparacie. Wynik podaj z dokładnością do jedności.
Zadanie R12.2
Napisz równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzącej w wodnym roztworze K2S2O8. Zastosuj bilans jonowo-elektronowy.
Równanie redukcji: ………
Równanie utleniania: ……Zadanie R12.3
Uzupełnij schemat. Dobierz odpowiednie współczynniki i indeksy stechiometryczne.
___ K2S2O8 → ___ K__S__O__ + ___O2Zadanie R12.4
Napisz równanie reakcji anionu powstałej soli z cząsteczką wody.
.................................W tabeli podano temperatury wrzenia trzech substancji chemicznych pod ciśnieniem otoczenia równym 1013 hPa.
Z podanych substancji wybierz tę, która nie może istnieć w ciekłym stanie skupienia pod ciśnieniem 1013 hPa w temperaturze 0 °C. Oblicz gęstość pary tej substancji pod ciśnieniem normalnym w temperaturze 0 °C oraz w jej temperaturze wrzenia pod tym samym ciśnieniem. Wynik podaj w g/dm3. Przyjmij, że para zachowuje się jak gaz doskonały.
Gęstość pary w 0 °C: ………………………….
Gęstość pary w temperaturze wrzenia: ………………………..