Matura z chemii, zakres podstawowy (maj 2006 rok)

Informacja do zadania 1. i 2.
Konfigurację elektronową atomu glinu w stanie podstawowym można przedstawić następująco:
1s²2s²2p⁶3s²3p¹ (K²L⁸M³)

Zadanie 1. (1pkt)

Przepisz ten fragment konfiguracji elektronowej atomu glinu, który odnosi się do elektronów walencyjnych.

Zadanie 2. (1pkt)

Podaj trwały stopień utlenienia, który glin przyjmuje w związkach chemicznych.

Informacja do zadań 3. - 5.
Chlorek glinu otrzymuje się w reakcji glinu z chlorowodorem lub działając chlorem na glin. Związek ten tworzy kryształy, rozpuszczalne w wodzie zakwaszonej kwasem solnym. Z roztworów tych krystalizuje uwodniona sól - tak zwany heksahydrat chlorku glinu [gr. heks = sześć]. Hydraty (sole uwodnione) to sole zawierające w sieci krystalicznej cząsteczki wody, np. dekahydrat węglanu sodu, Na₂CO₃^.10H₂O. Zapis ten oznacza, że w sieci krystalicznej tej soli na 2 jony Na⁺ i 1 jon CO₃^2- przypada 10 cząsteczek wody. Chlorek glinu jest stosowany jako katalizator w wielu syntezach organicznych.
Na podstawie: Encyklopedia szkolna. Chemia, Warszawa 2001

Zadanie 3. (3pkt)

a) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji ilustrujące wymienione w informacji metody otrzymywania chlorku glinu.
Równanie reakcji ilustrujące I metodę:...............................
Równanie reakcji ilustrujące II metodę:...............................
b) Podaj liczbę moli chloru cząsteczkowego, która całkowicie przereaguje z jednym molem glinu.

Zadanie 4. (3 pkt)

Napisz wzór i oblicz masę molową soli, która krystalizuje z wodnego roztworu chlorku glinu. Pamiętaj, że jest to sól uwodniona. Zapisz niezbędne obliczenia.
a) wzór soli:......................................
b)obliczenia:...........................................

Zadanie 5. (3 pkt)

a) Dokończ poniższe równanie reakcji (stosunek molowy substratów wynosi 1:1).

b) Podaj nazwę systematyczną związku organicznego otrzymanego w tej reakcji.
c) Określ, jaką rolę w tej reakcji pełni chlorek glinu.

Zadanie 6. (2 pkt)

Dysponujesz wodnymi roztworami następujących soli:
KNO₃, AgNO₃, Ba(NO₃)₂
Korzystając z tablicy rozpuszczalności, wybierz spośród nich roztwór tej soli, za pomocą którego wytrącisz z wodnego roztworu chlorku glinu jony chlorkowe w postaci trudno rozpuszczalnego osadu. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w czasie mieszania tych roztworów.
a) wzór odczynnika (wpisz wzór soli):..............................
b) równanie reakcji w formie jonowej skróconej:......................

Informacja do zadania 7. i 8.
Tlenek magnezu ma zastosowanie do produkcji cegieł, którymi wykłada się wnętrza pieców hutniczych. Związek ten stosuje się również w medycynie jako składnik leków przeciw nadkwasocie (dolegliwości polegającej na nadmiernym wydzielaniu się w żołądku kwasu solnego).

Zadanie 7. (2pkt)

a) Korzystając z tablicy elektroujemności, oblicz różnicę elektroujemności magnezu i tlenu, a następnie określ rodzaj wiązania chemicznego w tlenku magnezu.
Różnica elektroujemności:.............................
Rodzaj wiązania:......................................
b) Poniżej wymieniono pięć właściwości fizycznych tlenku magnezu. Spośród nich wybierz i podkreśl dwie, uzasadniające zastosowanie tego związku do obudowy wnętrz pieców hutniczych. ma wysoką temperaturę topnienia; ma wysoką temperaturę wrzenia; jest ciałem stałym; stopiony przewodzi prąd elektryczny; jest białej barwy

Zadanie 8. (2pkt)

a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w żołądku po zażyciu przez osobę cierpiąca na nadkwasotę leku zawierającego tlenek magnezu.
b) Określ, jaki charakter chemiczny (kwasowy, zasadowy, obojętny) przejawia tlenek magnezu w tej reakcji.

Zadanie 9. (2pkt)

W celu zbadania zachowania gazowego amoniaku i bromowodoru wobec wody wykonano doświadczenia, które ilustruje poniższy rysunek.

Określ odczyn roztworów otrzymanych w obu probówkach.
Odczyn roztworu w probówce A: ................................
Odczyn roztworu w probówce B: ..............................

Informacja do zadań 10.-12.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym rejestrowano wartości temperatury podczas rozpuszczania wodorotlenku sodu a następnie azotanu(V) amonu w wodzie. Rezultaty wykonanych pomiarów przedstawiają poniższe wykresy.

Wykres 1. Wskazania termometru w czasie rozpuszczania wodorotlenku sodu w wodzie.

Wykres 2. Wskazania termometru w czasie rozpuszczania azotanu(V) amonu w wodzie.

Zadanie 10. (2pkt)

Określ efekt energetyczny rozpuszczania w wodzie wodorotlenku sodu i azotanu(V) amonu. W tym celu uzupełnij następujące zdania.
Rozpuszczanie wodorotlenku sodu w wodzie jest procesem .........................,
ponieważ w czasie tego procesu temperatura.....................................
Rozpuszczanie azotanu(V) amonu w wodzie jest procesem ............................,
ponieważ w czasie tego procesu temperatura.....................................

Zadanie 11. (1pkt)

Spośród poniższych zdań wybierz to, które jest poprawnie sformułowanym wnioskiem na temat efektów energetycznych procesów rozpuszczania związków jonowych w wodzie, jaki można wyciągnąć na podstawie tego doświadczenia.
A. Na podstawie wyników tego doświadczenia nie można wnioskować o efekcie cieplnym rozpuszczania związków jonowych w wodzie, ponieważ wodorotlenek sodu i azotan(V) amonu nie są związkami jonowymi.
B. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie zawsze towarzyszy wydzielenie ciepła.
C. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie zawsze towarzyszy pochłonięcie ciepła.
D. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie może towarzyszyć wydzielenie lub pochłonięcie ciepła.

Zadanie 12. (2pkt)

Napisz równanie dysocjacji jonowej zachodzącej podczas rozpuszczania w wodzie
a) wodorotlenku sodu. ........................................
b) azotanu(V) amonu ..........................................

Zadanie 13. (2pkt)

Nasycony wodny roztwór azotanu(V) amonu w temperaturze 20^oC można otrzymać przez rozpuszczenie 189,9 gramów azotanu(V) amonu w 100 gramach wody.
Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego roztworu tej soli w temperaturze 20^oC.

Informacja do zadania 14. i 15.
Do umieszczonego w kolbie węglanu sodu dodawano z wkraplacza roztwór kwasu octowego. Rurka dołączona do kolby była zanurzona w roztworze wodorotlenku wapnia, znajdującym się w probówce.

Zadanie 14. (2pkt)

Sformułuj jedną obserwację, dotyczącą reakcji zachodzącej
a) w kolbie ..............................................
b) w probówce ........................................

Zadanie 15. (2pkt)

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej
a) w kolbie ...........................................
b) w probówce ..........................................

Informacja do zadania 16. i 17.
Akwaforta jest techniką graficzną, w której wykorzystuje się proces tzw. trawienia (częściowego rozpuszczania) miedzi za pomocą chlorku żelaza(III). Technika ta została zastosowana także do wytwarzania obwodów drukowanych w elektronice. W trakcie trawienia zachodzi reakcja opisana równaniem: Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂

Zadanie 16. (1pkt)

Napisz w formie jonowej równanie powyższej reakcji .......................................

Zadanie 17. (3 pkt)

a) Podaj stopnie utlenienia miedzi oraz żelaza przed reakcją i po reakcji.

b) Napisz połówkowe równania procesu utleniania i procesu redukcji.
Równanie procesu utleniania: ........................................
Równanie procesu redukcji: .............................................

Zadanie 18. (1 pkt)

Wybierz poprawne sformułowanie.
Chlorku miedzi(II) nie można otrzymać działając
A. kwasem solnym na tlenek miedzi(II).
B. kwasem solnym na wodorotlenek miedzi(II).
C. kwasem solnym na miedź.
D. chlorem na miedź.

Zadanie 19. (3 pkt)

W jednej probówce znajduje się wodny roztwór chlorku potasu, a w drugiej - wodny roztwór bromku potasu.
Którego odczynnika - Br_2(aq) czy Cl_2(aq) - należy użyć, aby rozróżnić te roztwory? Podaj wzór chemiczny wybranego odczynnika oraz przewidywane obserwacje. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, będącej podstawą rozróżnienia tych roztworów.
Wzór odczynnika: ......................................
Obserwacje: ...............................................
Równanie reakcji: .......................................

Informacja do zadania 20. i 21.
Poniżej przedstawiono schemat ciągu reakcji, w wyniku których związek X można przekształcić w związek Y.

Zadanie 20. (2 pkt)

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków X i Y.

Zadanie 21. (1 pkt)

Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, nazwij typ reakcji, w której związek X jest substratem.

Zadanie 22. (1pkt)

Podaj nazwę systematyczną związku o wzorze:
Nazwa systematyczna: ........................................

Zadanie 23. (3 pkt)

Poniższy rysunek przedstawia doświadczenie, które wykonano w celu odróżnienia roztworu wodnego glukozy od roztworu wodnego glicerolu (gliceryny).

Przed ogrzaniem w obu probówkach niebieski osad wodorotlenku miedzi(II) rozpuścił się (roztworzył się) i powstał roztwór o szafirowym zabarwieniu. Po ogrzaniu w probówce A wytrącił się ceglasty osad, a w probówce B pojawił się osad o czarnym zabarwieniu.
a) Napisz, jaka cecha budowy cząsteczek glukozy i glicerolu (gliceryny) spowodowała powstanie szafirowego zabarwienia obu roztworów przed ich ogrzaniem ...................................
b) Podaj nazwę substancji, której wodny roztwór znajdował się w probówce A i krótko uzasadnij swój wybór ...................................

Informacja do zadania 24. i 25.
Jednym z aminokwasów białkowych jest walina o następującym wzorze:

Zadanie 24. (2pkt)

Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji waliny z wodnym roztworem wodorotlenku potasu i kwasem solnym (chlorowodorowym). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Równanie reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku potasu: ................................
Równanie reakcji z kwasem solnym (chlorowodorowym): .......................................

Zadanie 25. (1pkt)

Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego z kwasów karboksylowych (z szeregu homologicznego o wzorze ogólnym C_nH_2n+1COOH), zawierających tyle samo atomów węgla co walina.
Wzór półstrukturalny (grupowy): .............................................

Zadanie 26. (1 pkt)

W kolumnie I poniższej tabeli przedstawiono skutki działania substancji chemicznych, a w kolumnie II wymieniono nazwy substancji, które mogą je wywoływać.
Przyporządkuj każdemu skutkowi nazwę jednej substancji, która go wywołuje.

Zadanie 27. (1 pkt)

Ozon obecny w stratosferze (warstwie atmosfery położonej powyżej troposfery) pochłania szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Zmniejszenie ilości ozonu w tej warstwie może mieć istotny wpływ na funkcjonowanie organizmów. Stężenie ozonu w troposferze (przyziemnej warstwie atmosfery) jest znacznie mniejsze niż w stratosferze. Wzrost ilości ozonu troposferycznego pozostaje w ścisłym związku ze wzrostem liczby przypadków astmy i problemów z układem oddechowym wśród populacji miejskiej.

Przeanalizuj przytoczony tekst i z poniższych zdań wybierz zdanie prawdziwe.
A. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego i wzrost ilości ozonu troposferycznego są zjawiskami pozytywnymi.
B. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego jest zjawiskiem pozytywnym, a wzrost ilości ozonu troposferycznego jest zjawiskiem negatywnym.
C. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego jest zjawiskiem negatywnym, a wzrost ilości ozonu troposferycznego jest zjawiskiem pozytywnym.
D. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego i wzrost ilości ozonu troposferycznego są zjawiskami negatywnymi.