Zadania z działu: Odczyn i pH (równowagi w roztworach wodnych)
Wszystkie umieszczone tutaj zadania są autorskie i nie mogą być udostępniane w innych opracowaniach/materiałach, umieszczane na innych witrynach internetowych bez wcześniejszej wiedzy i zgody autora.
Przyjmuje się, że elektrolity dzielimy na słabe (a < 5%), średnie mocy (5% ≤ a <30%) i mocne (a>30%). W dwóch zlewkach (oznaczonych umownie A i B) umieszczono po 100 g czystej wody (pozbawionej CO2 i innych gazów wpływających na jej pH) umieszczono po 1 g odpowiedniej substancji:
A – 1 g Ca(OH)2 (M = 74 g∙mol-1)
B – 1 g kwasu benzoesowego (benzenokarboksylowego, M = 122 g∙mol-1)Zawartość zlewek zamieszano. W obu naczyniach stwierdzono, że nie otrzymano układu jednorodnego. Po opadnięciu ciała stałego na dno pobrano próbki cieczy znad osadu do badań i otrzymano następujące wyniki:
Związek
masa substancji rozpuszczonej w g na 100 cm-3 roztworu
(25 °C)
pH roztworu (25 °C)
Ca(OH)2
0,16
12,65
kwas benzoesowy
0,34
2,88
Zadanie 1
Poniżej podano kilka wartości procentowych. Wybierz i podkreśl tę wartość, która może odpowiadać stopniowi dysocjacji wodorotlenku wapnia.<5% • 17% • 34% • ≈100%
Zadanie 2
Dokończ zdania. Wybierz po jednym określeniu z każdego nawiasu.
Wodorotlenek wapnia oraz kwas benzoesowy są związkami (dobrze rozpuszczalnymi / nieznacznie rozpuszczalnymi) w wodzie. Wodorotlenek wapnia tworzy w wodzie (słaby / mocny) elektrolit gdyż jest (zdysocjowany praktycznie całkowicie / zdysocjowany nieznacznie / rozpuszczalny nieznacznie). Kwas benzoesowy tworzy w wodzie (mocny / słaby elektrolit), ponieważ jest nieznacznie (zdysocjowany / rozpuszczalny).
Zadanie 1
Poprawna odpowiedź:
<5% • 17% • 34% • ≈100%Zadanie 2
Poprawna odpowiedź:
Wodorotlenek wapnia oraz kwas benzoesowy są związkami (dobrze rozpuszczalnymi / nieznacznie rozpuszczalnymi) w wodzie. Wodorotlenek wapnia tworzy w wodzie (słaby / mocny) elektrolit gdyż jest (zdysocjowany praktycznie całkowicie / zdysocjowany nieznacznie / rozpuszczalny nieznacznie). Kwas benzoesowy tworzy w wodzie (mocny / słaby elektrolit), ponieważ jest nieznacznie (zdysocjowany / rozpuszczalny).Do 100 g chemicznie czystej wody wsypano 50 g K2SO4 i zamieszano. Rozpuszczalność K2SO4 w temperaturze wykonania doświadczenia wynosi 11,1 g na 100 g H2O.
Zadanie 1:
Oblicz masę kryształów pozostających w równowadze z roztworem nasyconym i stopień dysocjacji K2SO4.
Zadanie 2:
Dokończ zdania. Wybierz po jednym określeniu z każdego nawiasu.
Wprowadzenie do nasyconego roztworu K2SO4 stałego K2CO3 spowoduje zmniejszenie (wydajności dysocjacji / stopnia dysocjacji / rozpuszczalności) K2SO4. Jest to spowodowane wprowadzeniem dodatkowych (jonów K+ / jonów OH- ze względu na hydrolizę). Zjawisko to nosi nazwę (iloczynu rozpuszczalności / efektu wspólnego jonu).
Zadanie 1:
Poprawna odpowiedź:
mkryszt = 38,9 g
α = 100%
Zadanie 2:
Wprowadzenie do nasyconego roztworu K2SO4 stałego K2CO3 spowoduje zmniejszenie (wydajności dysocjacji / stopnia dysocjacji / rozpuszczalności) K2SO4. Jest to spowodowane wprowadzeniem dodatkowych (jonów K+ / jonów OH- ze względu na hydrolizę). Zjawisko to nosi nazwę (iloczynu rozpuszczalności / efektu wspólnego jonu).Cyjanowodór bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie i w niewielkim stopniu ulega dysocjacji
jonowej zgodnie z równaniem:HCN + H2O ⇄ H3O+ + CN-
Wodny roztwór cyjanowodoru nosi nazwę kwasu cyjanowodorowego. W temperaturze 25 °C
stała dysocjacji tego kwasu Ka = 6,2 10-10.
Do probówki zawierającej wodny roztwór wodorowęglanu NaCN wprowadzono – pod wyciągiem, gazowy CO2. Przebieg doświadczenia przedstawiono na rysunku.
Napisz w postaci cząsteczkowej równanie zachodzącej reakcji zachodzącej podczas wykonywanego doświadczenia.
Poprawna odpowiedź:
CO2 + H2O + NaCN → NaHCO3 + HCN(↑)Ciekły (skroplony) amoniak (NH3(c)) jest rozpuszczalnikiem, który – podobnie jak woda – ulega autodysocjacji
polegającej na przeniesieniu protonu między cząsteczkami rozpuszczalnika, w wyniku czego powstają forma kationowa oraz forma anionowa rozpuszczalnika.
NH3 + NH3 ⇄ NH4++ NH2-
Ciekły amoniak jest rozpuszczalnikiem dla wielu polarnych związków. Te substancje, które rozpuszczone w amoniaku powodują zwiększenie stężenia formy kationowej, są w danym rozpuszczalniku kwasami, a te, które zwiększają stężenie formy anionowej, są w danym rozpuszczalniku zasadami.Zadanie 1
Chlorowodór po rozpuszczeniu w ciekłym amoniaku tworzy mocny elektrolit.
Zapisz równanie dysocjacji chlorowodoru w ciekłym amoniaku. Uwzględnij, że w procesie tym powstaje odpowiednia forma rozpuszczalnika. Napisz, jaki jest odczyn otrzymanego roztworu (kwasowy, obojętny lub zasadowy).Równanie reakcji:…………………………………………….
Odczyn roztworu:………………………………………….Zadanie 2
Azotan(V) amonu rozpuszcza się w ciekłym amoniaku. Roztwór utleniająco na metale, podobnie jak roztwór HNO3 w wodzie. W przypadku miedzi reakcję z roztworem NH4NO3 w amoniaku przedstawia schemat:
Cu + NH4++ NO3- → Cu2+ + NO2- + H2O + NH3
Do amoniakalnego roztworu NH4NO3 w NH3(c) wprowadzono (w nadmiarze) metaliczną miedź. Reakcja zaszła w 100%.
Oceń poprawność poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa albo F, jeśli jest fałszywa.
W reakcji metalicznej miedzi z roztworem NH4NO3 w NH3(c) powstaje brunatny gaz
P
F
Rozpuszczając w skroplonym amoniaku NH4NO3 można otrzymać roztwór o tych samych właściwościach, co rozpuszczając HNO3 w skroplonym amoniaku.
P
F
W mieszaninie poreakcyjnej obecne są związki azotu(-III), azotu(III) i azotu(V).
P
F
Zadanie 1
Poprawna odpowiedź:
Równanie reakcji: HCl + NH3 ⇄ NH4++ Cl-
Odczyn roztworu: kwasowy
Zadanie 2
Poprawna odpowiedź:
F, P, PDo probówki ze stałym etanianem (octanem) sodu dodano rozcieńczony kwas solny i zawartość naczynia ogrzano. U wylotu próbówki wyczuwalny był charakterystyczny ostry zapach.
Zadanie 1
Napisz, czy użycie do przeprowadzenia opisanego doświadczenia wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) zamiast kwasu solnego pozwoli na zaobserwowanie podobnych efektów................................................................................................................
Zadanie 2
W dwóch nieopisanych probówkach znajdują się wodne roztwory dwóch soli (każdy roztwór w innej probówce). Wiadomo, że jednym roztworem jest wodny roztwór etanianu (octanu) wapnia, a drugim – wodny roztwór etanianu (octanu) sodu.
Rozstrzygnij, czy po dodaniu wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) do obu probówek i ogrzaniu ich zawartości możliwe będzie wskazanie, w której probówce znajdował się wodny roztwór etanianu wapnia, a w której – wodny roztwór etanianu sodu. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie: ...................................................................................................
Uzasadnienie:………………………………………….................................................Zadanie 1
Poprawna odpowiedź:
Tak, ponieważ zarówno kwas solny jak i kwas siarkowy(VI) są mocniejsze od kwasu octowego.Zadanie 2
Poprawna odpowiedź:
Rozstrzygnięcie: Tak
Uzasadnienie: w probówce z etanianem wapnia dodatkowo wytrąci się osad lub tylko w probówce z octanem wapnia wytrąci się osad.Wodorotlenek wapnia jest związkiem trudno rozpuszczalnym w wodzie. W gorącej wodzie jego rozpuszczalność jest nieco niższa niż w zimnej. Związek ten otrzymuje się w egzotermicznej reakcji CaO z wodą. Przeprowadzono doświadczenie, w którym do zlewki z wodą o temperaturze 20 °C wprowadzono stały CaO.
Następnie zamieszano zawartość zlewki.
Zadanie 1.
Nasycony roztwór wodorotlenku wapnia zwiemy wodą wapienną, a wodną zawiesinę tego związku mlekiem wapiennym.
Dokończ zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
W opisanym doświadczeniu otrzymano (wodę wapienną / mleko wapienne). Mleko wapienne można otrzymać wprowadzając do wody wapiennej (tlenek wapnia / wodorotlenek wapnia / tlenek lub wodorotlenek wapnia). Wodę wapienną można otrzymać z mleka wapiennego przez wprowadzenie do niego (wody destylowanej / tlenku wapnia ).
Zadanie 2.
Po dodaniu CaO i zamieszaniu zawartości zlewki nie stwierdzono zaniku, ani zmiany barwy ciała stałego.
Wyjaśnij, dlaczego na podstawie powyższej obserwacji nie można zgodzić się ze stwierdzeniem:
Brak widocznych objawów reakcji jest równoznaczny z brakiem reakcji chemicznej.
Odnieś się do stanu układu przed i po zamieszaniu zawartości zlewki.
………………………………………………………………………………………
Zadanie 3.
Z podanych poniżej czynności wybierz te, które należy wykonać, aby potwierdzić, że w opisanym doświadczeniu otrzymano Ca(OH)2. Podkreśl wszystkie prawidłowe czynności.• Wprowadzenie kwasu solnego • Wprowadzenie kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny • Wprowadzenie zwilżonego uniwersalnego papierka wskaźnikowego u wylotu zlewki • Porównanie temperatury ścianek zlewki przed i po zakończeniu doświadczenia • Dodatek zasady sodowej
Zadanie 4.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.1.
W tej samej temperaturze mleko wapienne ma wyższe pH niż woda wapienna ze względu na wyższy udział Ca(OH)2.
P
F
2.
Ogrzewając wodę wapienną bez dostępu powietrza zaobserwujemy wytrącenie nieznacznej ilości osadu Ca(OH)2.
P
F
3.
Woda wapienna służy do wykrywania CO2 w powietrzu lub innych gazach. Zamiast niej można użyć mleka wapiennego.
P
F
Poprawna odpowiedź:
Zadanie 1.
W opisanym doświadczeniu otrzymano (wodę wapienną / mleko wapienne). Mleko wapienne można otrzymać wprowadzając do wody wapiennej (tlenek wapnia / wodorotlenek wapnia / tlenek lub wodorotlenek wapnia). Wodę wapienną można otrzymać z mleka wapiennego przez wprowadzenie do niego (wody demineralizowanej / tlenku wapnia ).Zadanie 2.
W trakcie doświadczenia zaszła reakcja chemiczna, ale powstający wodorotlenek wapnia jest trudno rozpuszczalny, przez co nie obserwujemy roztworzenia ciała stałego podczas reakcji CaO z wodą.
Zadanie 3.
• Wprowadzenie kwasu solnego • Wprowadzenie kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny • Wprowadzenie zwilżonego uniwersalnego papierka wskaźnikowego u wylotu zlewki • Porównanie temperatury ścianek zlewki przed i po zakończeniu doświadczenia • Dodatek zasady sodowejZadanie 4.
1.
W tej samej temperaturze mleko wapienne ma wyższe pH niż woda wapienna ze względu na wyższy udział Ca(OH)2.
F
2.
Ogrzewając wodę wapienną bez dostępu powietrza zaobserwujemy wytrącenie nieznacznej ilości osadu Ca(OH)2.
P
3.
Woda wapienna służy do wykrywania CO2 w powietrzu lub innych gazach. Zamiast niej można użyć mleka wapiennego.
F
Sekcja laboratoryjna miała za zadanie otrzymać układy o odczynie obojętnym. W tym celu wykonano serię doświadczeń, których schematy przedstawiona na rysunku.
Wybierz numery wszystkich probówek, w których uniwersalny papierek wskaźnikowy zanurzony w mieszaninie poreakcyjnej wskaże odczyn obojętny.
Numery probówek……………………………………………………………………Poprawna odpowiedź:
I i IIPolialkohol winylowy i polietylenoimina są polimerami, których wzory przedstawiono poniżej.
Cechą charakterystyczną obu polimerów jest dobra rozpuszczalność w wodzie. W probówkach oznaczonych numerami I i II znajdują się (w losowej kolejności) roztwory wodne obu polimerów. Roztwór każdego polimeru w osobnej probówce.
Zadanie 1
Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli odróżnić od siebie zawartość probówek. Wpisz nazwę jednego odczynnika wybranego z listy, który wprowadzony do obu probówek pozwoli zidentyfikować roztwory i napisz jaka obserwacja pozwoli odróżnić od siebie roztwory.
a) woda siarkowodorowa, b) alkoholowy roztwór fenoloftaleiny, c) wodny roztwór NaOH, d) woda wapienna
Obserwacja:…………………………………………….
Zadanie 2
Napisz równanie równowagi ustalającej się w wodnym roztworze polimeru, która umożliwia odróżnienie roztworu tego polimeru od roztworu drugiego polimeru wybranym odczynnikiem. W równaniu reakcji użyj fragmentu wzoru łańcucha polimerowego odpowiadający jednemu merowi.
Równanie reakcji:……………………………
Poprawna odpowiedź:
Zadanie 1
a) woda siarkowodorowa, b) alkoholowy roztwór fenoloftaleiny, c) wodny roztwór NaOH, d) woda wapienna
Obserwacja: W probówce, w której obecny jest roztwór polietylenoiminy roztwór przyjmuje różowe/malinowe zabarwienie. W drugiej probówce zawartość pozostaje bezbarwna.Zadanie 2
Na2SO3 jest solą słabego kwasu z mocną zasadą. W wodnych roztworach dochodzi do hydrolizy anionowej. W probówce przygotowano roztwór Na2SO3 przez zadanie 1 g Na2SO3 wodą destylowaną w ilości 5 cm3 i wstrząśniecie do całkowitego rozpuszczenia się związku.
Z podanego zestawu wybierz i zaznacz wszystkie obserwowane doświadczalnie zjawiska świadczące o równowadze ustalającej się w roztworze tej soli.
a) z roztworu uwalnia się gaz o drażniącym i duszącym zapachu,
b) po dodaniu kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do zawartość probówki przyjmuje różowe zabarwienie
c) w probówce wytrąca się galaretowaty biały osad
d) uniwersalny papierek wskaźnikowy umieszczony w roztworze przyjmuje czerwone zabarwienie
Poprawna odpowiedź:
a) z roztworu uwalnia się gaz o drażniącym i duszącym zapachu,
b) po dodaniu kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do zawartość probówki przyjmuje różowe zabarwienie
c) w probówce wytrąca się galaretowaty biały osad
d) uniwersalny papierek wskaźnikowy umieszczony w roztworze przyjmuje czerwone zabarwienieWzór związku zwanego imidazolem przedstawiono poniżej:
Zadanie 1
Oceń poprawność zdań. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F, jeśli jest fałszywa.Dobra rozpuszczalność imidazolu w wodzie świadczy o jego niskim momencie dipolowym
P
F
Imidazol tworzy sole, w których może występować w postaci kationu lub w postaci anionu
P
F
Zadanie 2
Dokończ zdania. Wybierz jedno z określeń z podanych w nawiasach oraz wpisz jeden z wybranych rozpuszczalników.Imidazol ma charakter chemiczny (wyłącznie kwasowy / wyłącznie zasadowy / amfoteryczny / obojętny). Spośród rozpuszczalników takich jak woda, benzen, metanol i etanol najmniejszej rozpuszczalności należy spodziewać się w ……………………… . Imidazol (jest / nie jest) węglowodorem aromatycznym.
Zadanie 1
Poprawna odpowiedź:Dobra rozpuszczalność imidazolu w wodzie świadczy o jego niskim momencie dipolowym
P
F
Imidazol tworzy sole, w których może występować w postaci kationu lub w postaci anionu
P
F
Zadanie 2
Imidazol ma charakter chemiczny (wyłącznie kwasowy / wyłącznie zasadowy / amfoteryczny / obojętny). Spośród rozpuszczalników takich jak woda, benzen, metanol i etanol najmniejszej rozpuszczalności należy spodziewać się w benzenie. Imidazol (jest / nie jest) węglowodorem aromatycznym.
