Chemia, matura próbna 2015 - poziom rozszerzony - pytania i odpowiedzi

Z konfiguracji elektronowej atomu (w stanie podstawowym) pierwiastka X wynika, że w tym atomie:

• elektrony rozmieszczone są w czterech powłokach elektronowych
• elektrony walencyjne rozmieszczone są w dwóch powłokach elektronowych
• liczba elektronów walencyjnych sparowanych jest dwa razy większa od liczby elektronów niesparowanych
• liczba elektronów niesparowanych jest większa niż jeden.

Nawozy sztuczne, stosowane w celu zwiększenia zawartości składników mineralnych w glebie, przygotowuje się przez mieszanie różnych związków chemicznych w odpowiednich proporcjach.

Oblicz, w jakim stosunku masowym, w zaokrągleniu do liczb całkowitych, należy zmieszać azotan(V) potasu (saletrę potasową) i azotan(V) amonu (saletrę amonową), aby otrzymać nawóz zawierający 20,90% masowych azotu.

Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz, jaką funkcję pełnią atomy danego pierwiastka w reakcjach I i II. Określ, czy oddają, czy przyjmują elektrony, oraz podaj nazwę procesu, któremu ulegają.

1. W reakcji I chlor w KClO3 pełni wyłącznie funkcję ......................... , ponieważ ......................... elektrony i ulega procesowi ......................... .

2. W reakcji I tlen w KClO3 pełni wyłącznie funkcję ......................... , ponieważ ......................... elektrony i ulega procesowi .

3. W reakcji II chlor w KClO3 pełni funkcję ......................... , ponieważ ......................... elektrony i ulega procesowi ......................... .

Podaj, w formie jonowej skróconej, równanie reakcji:
• glinu z wodorotlenkiem sodu
• glinu z kwasem solnym
wiedząc, że w obu przemianach jednym z produktów jest ten sam gaz.

Równanie reakcji glinu z wodorotlenkiem sodu:
.........................

Równanie reakcji glinu z kwasem solnym:
.........................

Na etykietach środków do udrażniania rur można przeczytać, że jednym z głównych składników tych preparatów jest wodorotlenek sodu.

Wyjaśnij, dlaczego tego typu preparatów nie powinno stosować się do czyszczenia instalacji aluminiowych.
.........................
.........................

Pojemniki używane do transportu stężonego kwasu azotowego(V) mogą być wykonane z glinu.

Podaj nazwę procesu chemicznego, który to umożliwia, i wyjaśnij, na czym on polega.
.........................

Wykonano doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie.

Spośród podanych powyżej wybierz wzory tych związków, których roztwory wodne pełniły podczas opisanego doświadczenia funkcję analitu oraz funkcję titranta, i uzasadnij swój wybór.

Wzór związku, którego roztwór pełni funkcję analitu: .........................

Wzór związku, którego roztwór pełni funkcję titranta: .........................

Uzasadnienie:
.........................
.........................

Podaj nazwy trzech jonów, których stężenie jest największe w roztworze otrzymanym po dodaniu 20 cm³ titranta do roztworu analitu.
.........................

Do 10 cm³ analitu dodawano kroplami titrant o stężeniu 0,1 mol · dm^–3.

W temperaturze T do probówki z wodą i probówki z roztworem kwasu octowego (etanowego) dodano p87róbki stałego octanu sodu (etanianu sodu) o jednakowej masie. Zawartość probówek mieszano aż do rozpuszczenia soli.

Oceń, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) pH roztworu w każdej z probówek po dodaniu octanu sodu (etanianu sodu). Odpowiedź uzasadnij, pisząc słowne wyjaśnienie lub zapisując w formie jonowej skróconej odpowiednie równania reakcji.

Ocena i wyjaśnienie słowne lub zapis równania reakcji

Probówka z wodą:
.........................
.........................

Probówka z roztworem kwasu octowego (etanowego):
.........................
.........................

Wodny roztwór KNO₃ o stężeniu 2,0 mol · dm⁻³ i gęstości 1,12 g · cm⁻³ pozostawiono w otwartym naczyniu w temperaturze 80 ºC.

Na podstawie odpowiednich obliczeń oceń, czy zmniejszenie objętości roztworu z 200 cm³ do 190 cm³ wywołane parowaniem rozpuszczalnika poskutkuje pojawieniem się osadu w naczyniu. Uzasadnij swoją ocenę.


Ocena: .........................

Uzasadnienie:
.........................
.........................

W temperaturze 60 ºC sporządzono dwa roztwory zgodnie z poniższym rysunkiem.

Podaj, zgodnie z teorią Brønsteda, równanie dysocjacji kwasu octowego w ciekłym amoniaku.
.........................

Po zmieszaniu 140,00 cm³ wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,54 mol · dm^–3 z 60,00 cm³ kwasu solnego o stężeniu 2,06 mol · dm^–3 przebiegła reakcja opisana równaniem

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

a objętość powstałego roztworu była sumą objętości roztworów wyjściowych.

Oblicz pH otrzymanego roztworu. W obliczeniach pośrednich nie należy zaokrąglać uzyskanych wartości liczbowych. Wynik końcowy zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.

Jedną z reakcji, której ulega etyn (acetylen), jest addycja kwasu octowego (etanowego). Przebiega ona zgodnie z równaniem:

Pewien konserwant należy do estrów kwasu 4-hydroksybenzoesowego o wzorze ogólnym

Toluen (metylobenzen) reaguje z chlorem. W zależności od warunków przeprowadzania procesu powstają różne chloropochodne toluenu. Poniżej przedstawiono wzory dwóch monochloropochodnych metylobenzenu.

Przykładami organicznych substancji wykorzystywanych do konserwowania artykułów kosmetycznych są związki znane pod nazwami handlowymi PCMX i METHAFORM. W tabeli poniżej podano ich nazwy systematyczne.

Podaj wzory półstrukturalne (grupowe lub uproszczone) tych związków.

Do kolby stożkowej zawierającej 50 cm³ wodnego roztworu manganianu(VII) potasu o nieznanym stężeniu dodano 30 cm³ wodnego roztworu szczawianu potasu (K₂C₂O₄) o stężeniu 0,25 mol · dm^–3 (etap 1.). Przebiegła reakcja opisana równaniem:

5C₂O₄^2- + 2MnO₄^- + 16H⁺ → 10CO₂ + 2Mn²⁺ + 8H₂O

Po pewnym czasie roztwór się odbarwił. Następnie, w celu usunięcia pozostałej ilości szczawianu potasu, do tej mieszaniny dodano 30 cm³ wodnego roztworu azotanu(V) wapnia o stężeniu 0,1 mol · dm^–3 (etap 2.). Przebiegła reakcja opisana równaniem:

C₂O₄^2- + Ca²⁺ → CaC₂O₄

Wytrącony osad odsączono, wysuszono i zważono. Jego masa była równa 0,32 g.

Oblicz stężenie molowe manganianu(VII) potasu w badanej próbce.

Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) i nazwę systematyczną alkoholu, z którego w wyniku dehydratacji otrzymano eter o wzorze CH₃CH₂CH₂–O–CH₂CH₂CH₃.

Wzór: .........................
Nazwa: .........................

Podaj, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji dehydratacji butan-2-olu prowadzące do powstania alkenu, który występuje w postaci izomerów cis, trans.
.........................

Aldehydy i ketony ulegają redukcji wodorem do odpowiednich alkoholi, przy udziale katalizatora, np. platyny. Estry ulegają redukcji, dając alkohole pierwszorzędowe. Reduktorem stosowanym zazwyczaj do redukcji estrów jest tetrahydroglinian litu (LiAlH₄). Redukcja estrów przebiega według schematu:

W cząsteczce pewnego związku organicznego stosunek liczby atomów węgla, wodoru i tlenu wynosi 1 : 2 : 1, natomiast masa molowa tego związku jest równa 90 g · mol^–1.
Poniżej podano dwie dodatkowe informacje dotyczące opisanego związku.
1. W jego cząsteczce można wyróżnić dwie różne grupy funkcyjne, a w roztworze wodnym związek ten dysocjuje z odszczepieniem jonu wodorowego.
2. Jego cząsteczka jest chiralna.

Ustal, czy do narysowania wzoru półstrukturalnego (grupowego) opisanego związku organicznego należy wykorzystać informacje 1. i 2. W tym celu uzupełnij zdania I–III. Wybierz wybrany zwrot w każdym nawiasie, uzasadnij swoje stanowisko i podaj wzór półstrukturalny (grupowy) tego związku.

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie.

W probówce I zaszła reakcja glukozy z odczynnikiem Trommera zgodnie z poniższym schematem:

CH₂OH–(CHOH)₄–CHO + Cu(OH)₂ + OH^– → CH₂OH–(CHOH)₄–COO^– + Cu₂O + H₂O

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na schemacie:

Na podstawie odpowiednich obliczeń wykaż, że aminokwas o podanym składzie procentowym ma wzór sumaryczny C₃H₇NO₃.

Do wodnego roztworu aminokwasu opisanego w informacji wprowadzono kwas solny.

Aminokwasy pod wpływem kwasu azotowego(III), otrzymywanego w środowisku reakcji ze względu na jego nietrwałość, ulegają deaminacji, która przebiega zgodnie z poniższym schematem: