Matura z chemii, poziom rozszerzony (maj 2006 rok)

Egzamin maturalny z chemii Arkusz II

Zadanie 28. (1pkt)

Poniższy schemat przedstawia zdolność przenikania przez materię różnych rodzajów promieniowania jonizującego.

Wypełnij poniższą tabelę, wpisując obok numeru ze schematu odpowiadający mu rodzaj promieniowania (α, β lub γ).
Numer ze schematu Rodzaj promieniowania
1 .......................
2 ......................
3 neutrony
4 ......................

Zadanie 29. (3 pkt)

Promieniotwórczy izotop węgla C-14 powstaje w górnych warstwach atmosfery i ulega asymilacji przez rośliny w postaci tlenku węgla(IV). Równowaga, jaka się ustala w procesach odżywiania i oddychania w danym środowisku sprawia, że zawartość węgla w organizmach żywych jest stała. W przypadku obumarcia organizmu izotop C-14 przestaje być uzupełniany i z upływem czasu jego ilość w obumarłych szczątkach organizmu ulega zmniejszeniu na skutek rozpadu promieniotwórczego.
Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998
Ustal, wykonując obliczenia, ile razy zmalała zawartość izotopu węgla C-14 w drewnie, które pochodzi z drzewa obumarłego przed 11460 laty. Okres półtrwania tego izotopu węgla wynosi 5730 lat.
Obliczenia: .......................................

Odpowiedź: .............................

Zadanie 30. (2pkt)

Do czterech probówek wlano po kilka cm³ wody destylowanej, a następnie do probówki I wsypano trochę chlorku wapnia, do probówki II - kilka kryształów sacharozy, do probówki III wprowadzono trochę etanolu, a do probówki IV — odrobinę białka jaja kurzego. Zawartość każdej probówki energicznie wymieszano.

a) Podaj numer probówki, w której nie otrzymano roztworu właściwego .......................
b) Nazwij metodę, za pomocą której można wydzielić sól znajdującą się w probówce I ..................

Zadanie 31. (2pkt)

Poniżej przedstawiono wzory sumaryczne dwóch nierozpuszczalnych w wodzie wodorotlenków chromu:
Cr(OH)₂ Cr(OH)₃
Spośród podanych wzorów wybierz wzór tego wodorotlenku, który ma charakter amfoteryczny. Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji, które dowodzą właściwości amfoterycznych wybranego wodorotlenku.
.........................................................
............................................................

Zadanie 32. (2pkt)

Przeprowadzono doświadczenia, które ilustruje poniższy rysunek:

Podaj odczyn roztworów otrzymanych w obu probówkach. Odpowiedź uzasadnij, pisząc w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji.

Informacja do zadania 33. i 34.
Na poniższym rysunku przedstawiono zestaw do otrzymywania tlenku siarki(IV) i badania jego wpływu na rośliny.

Zadanie 33. (1 pkt)

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej podczas otrzymywania tlenku siarki(IV) przedstawioną wyżej metodą.
........................................................................................
..........................................................................................

Zadanie 34. (3 pkt)

Oblicz maksymalną objętość tlenku siarki(IV), jaka może być związana przez wodny roztwór zawierający 3 mole wodorotlenku sodu w temperaturze 25^oC i pod ciśnieniem 1013 hPa. Załóż, że produktem reakcji jest sól obojętna.
Wartość stałej gazowej R wynosi 83,1hPa^.dm^3.Mol^-1.K^-1.
Obliczenia:........................................................................
Odpowiedź:........................................................................

Informacja do zadania 35. i 36.
W poniższej tabeli podano wartości oraz ocenę pH opadów deszczowych.

Na podstawie: N. W. Skinder, Chemia a ochrona środowiska, Warszawa 1995
W pewnym regionie Polski pobrano próbkę wody deszczowej i przeprowadzono jej analizę. Stwierdzono, że stężenie obecnych w niej jonów wodorowych wynosi 0,00001 mol/dm³.

Zadanie 35. (2 pkt)

Określ pH badanej wody. Korzystając z informacji przedstawionych w tabeli, podaj jego ocenę.
Wartość pH: ......................................................
Ocena pH:.............................................................

Zadanie 36. (1 pkt)

Oceń, jak zmieni się pH wody deszczowej w badanym regionie po zainstalowaniu urządzeń do odsiarczania gazów kominowych w elektrociepłowni, w której jako paliwa używano węgla kamiennego.

Zadanie 37. (3 pkt)

W temperaturze 25^oC zmierzono pH wodnego roztworu słabego jednoprotonowego kwasu o stężeniu 0,1 mol/dm³. Wynosiło ono 4.
Oblicz stałą dysocjacji tego kwasu w temperaturze 25^oC.
Obliczenia: ...............................................................
Odpowiedź: ................................................................

Informacja do zadania 38. i 39.
Dysocjacja kwasu ortofosforowego(V) przebiega w roztworach wodnych trójstopniowo:
1. H₃PO₄ + H₂O → H₂PO₄^- + H₃O⁺    K_a1 = 7,1^.10^-3
2. H₂PO₄^- + H₂O → HPO₄^2- + H₃O⁺     K_a2 = 6,3^.10^-8
3. HPO₄^2- + H₂O → PO₄^3- + H₃O⁺    K_a3 = 4,4^.10^-13
K_a1, K_a2, K_a3 oznaczają stałe kolejnych etapów dysocjacji. Podane wartości stałych odnoszą się do temperatury 25^oC.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997

Zadanie 38. (1 pkt)

Napisz wzór jonu, którego stężenie w wodnym roztworze H3PO4 jest:
a) największe .....................................................
b) najmniejsze ......................................................

Zadanie 39. (1pkt)

Określ, jaką rolę według teorii Brønsteda pełni jon H₂PO₄ w reakcji opisanej równaniem 2.
..................................................................................

Zadanie 40. (1 pkt)

W produkcji nawozu fosforowego z trudno rozpuszczalnego w wodzie ortofosforanu(V) wapnia otrzymuje się rozpuszczalny diwodoroortofosforan(V) wapnia.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji.
......................................................................

Informacja do zadania 41. i 42.
W silnikach spalinowych - w wysokiej temperaturze - przebiegają różne reakcje uboczne. Powstające spaliny w kontakcie z tlenem ulegają dalszym przemianom. Ze względu na szkodliwość produktów, do najważniejszych należą procesy:

Zadanie 41. (2 pkt

Określ, jak zmieni się (w układzie zamkniętym) ilość produktu w stosunku do ilości substratów
a) reakcji I, jeśli nastąpi wzrost temperatury
..............................................................................................
b) reakcji II, jeśli nastąpi wzrost ciśnienia
...............................................................................................

Zadanie 42. (2 pkt)

Oblicz standardową entalpię reakcji:

Obliczenia: ......................................................................

Odpowiedź: .........................................................................

Zadanie 43. (3 pkt)

Chlor można otrzymać w wyniku reakcji kwasu solnego z manganianem(VII) potasu. Produktami tej reakcji, oprócz chloru, są: chlorek manganu(II), chlorek potasu i woda.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji i dobierz w nim współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Zapisz wzory substancji, które pełnią w tej reakcji rolę utleniacza i reduktora.
Bilans elektronowy:
..................................................................................................
..................................................................................................
Zbilansowane równanie reakcji:
..................................................................................................
..................................................................................................
Wzór utleniacza: ..................................................................................................
Wzór reduktora:..................................................................................................

Zadanie 44. (2 pkt)

Wodny roztwór siarczanu(VI) sodu poddano elektrolizie z użyciem elektrod grafitowych.
Napisz równania reakcji, które przebiegały na elektrodach w czasie opisanego procesu.
Równanie reakcji anodowej: ..................................................................
................................................................................................
Równanie reakcji katodowej: ...................................................................
................................................................................................

Informacja do zadania 45. i 46.
Poniżej przedstawiono zależność zawartości węgla (wyrażoną w procentach masowych) w alkanach, alkenach i alkinach od liczby atomów węgla w cząsteczce.

Zadanie 45. (1 pkt)

Przyporządkuj wykresom A, B i C nazwy szeregów homologicznych wymienionych w informacji wstępnej.
Wykres A: ..................................................................
Wykres B: ..................................................................
Wykres C: ..................................................................

Zadanie 46. (1 pkt)

Określ, do jakiej wartości procentowej zawartości węgla dążą krzywe A i C. Odpowiedź uzasadnij obliczeniami.
Obliczenia: ......................................................................
.........................................................................................
Odpowiedź: ............................................................................

Zadanie 47. (2pkt)

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) trzech izomerycznych alkinów zawierających 5 atomów węgla w cząsteczce.

Zadanie 48. (1 pkt)

Określ liczbę wiązań typu σ i typu π między atomami węgla w cząsteczce związku o następującym wzorze:

Liczba wiązań typu σ: .........................................
Liczba wiązań typu π: ..................................................

Zadanie 49. (2 pkt)

Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch pochodnych propanu. Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru każdego z tych związków.

Wzór izomeru:	Wzór izomeru:

Zadanie 50. (2pkt)

Związek A, będący chloropochodną pewnego alkanu, poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat:

a) Podaj nazwę systematyczną związku A .......................................................
b) Napisz, używając wzorów półstrukturalnych (grupowych), równanie reakcji, której ulega związek B............................................................
.................................................................................................

Informacja do zadania 51. i 52.
W chemii żywności ważnymi reakcjami są reakcje fermentacji. Poniżej przedstawiono schematyczny zapis przebiegu fermentacji alkoholowej i fermentacji mlekowej.
fermentacja alkoholowa:      C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂
fermentacja mlekowa:      C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CH(OH)COOH

Zadanie 51. (1pkt)

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on wzory pary enancjomerów kwasu mlekowego.

Zadanie 52. (2pkt)

Określ, czy etanol może występować w formach enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.
..................................................................................................
..................................................................................................
.................................................................................................

Zadanie 53. (3 pkt)

Opisz, w jaki sposób można doświadczalnie sprawdzić obecność skrobi w bulwach ziemniaków, mając do dyspozycji wodę bromową i wodny roztwór jodku potasu. Podaj opis słowny wykonania doświadczenia oraz obserwacje, dotyczące wykrywania skrobi w bulwach ziemniaków.
Opis słowny wykonania doświadczenia: .............................................................
..................................................................................................
Obserwacje: .......................................................................................
...............................................................................................

Informacja do zadań 54. - 56.
Wodorotlenek sodu jest głównym składnikiem preparatów do czyszczenia niedrożnych rur i syfonów. Na etykiecie jednego z takich preparatów znajduje się następujące ostrzeżenie:
Nie stosować do czyszczenia instalacji aluminiowych.

Zadanie 54. (1 pkt)

Uzasadnij powyższe ostrzeżenie, zapisując w formie jonowej równanie reakcji chemicznej, która zaszłaby po zastosowaniu takiego preparatu do czyszczenia instalacji aluminiowej. Pamiętaj, że jednym z produktów reakcji glinu z zasadą sodową jest wodór.
..................................................................................................
..................................................................................................
...............................................................................................

Zadanie 55. (1pkt)

Wodorotlenek sodu w obecności wody reaguje z tłuszczem znajdującym się w zatkanych rurach.
Napisz równanie tej reakcji przyjmując, że cząsteczki tłuszczu zbudowane są wyłącznie z tristearynianu glicerolu. W zapisie zastosuj półstrukturalne (grupowe) wzory tristearynianu glicerolu i glicerolu oraz sumaryczne wzory reszt węglowodorowych kwasu organicznego.
..................................................................................................
..................................................................................................
...............................................................................................

Zadanie 56. (1pkt)

Określ, jaka właściwość fizyczna produktów reakcji tłuszczu z zasadą sodową jest podstawą opisanej metody udrażniania rur
..................................................................................................
..................................................................................................
...............................................................................................