iv próbna matura z chemii - Oficyna Wydawnicza Nowa Matura

IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt:
iejsce
Miejsce
na naklejkę
naszkoły
naklejkę
z kodem
dysleksja
Wynik %:
©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
UWAGA – kolorem niebieski wprowadzono zmiany już po opublikowaniu
klucza, powstałe w wyniku konsultacji z nauczycielami z całej Polski.
www.NowaMatura.edu.pl
Oficyna Wydawnicza
NOWA MATURA
oraz I LO w Łańcucie
MCH-1_A1R-2011
IV PRÓBNA MATURA Z CHEMII
Arkusz I
POZIOM PODSTAWOWY
wraz z rozwiązaniami i punktacją
Czas pracy 120 minut
ARKUSZ
PODSTAWOWY
wraz z rozwiązaniami
i punktacją
18 MARCA
ROK 2011
Instrukcja dla zdającego:
1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak zgłoś
przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin.
2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym
zadaniu.
3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do
ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach.
4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem.
5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl.
6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie (tu: oddzielna karta) nie podlegają ocenie.
7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych
znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko oraz kod.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA
pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego.
Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE.
Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział
w IV Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 18 marca 2011 roku.
Za rozwiązanie wszystkich
zadań można otrzymać
łącznie
50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy
IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD
ZDAJĄCEGO
IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (2 pkt.)
Do zlewki z 500 cm3 wody o gęstości 1 g/cm3 dodano i dokładnie rozpuszczono 6,2 g tlenku sodu.
Zapisz reakcję, o której mowa w zadaniu i na jej podstawie oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu
zasady. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Reakcja: Na2O + H2O → 2 NaOH
Za poprawne napisanie reakcji i obliczenie na jej podstawie masy substancji – 1 pkt.
Np.
6,2 g ---------------- x g
62 g ---------------- 80 g
x = 8 g – masa substancji
Za obliczenie stężenie procentowego każdą poprawną metodą i za podanie jej w procentach wagowych z
dokładnością do dwóch miejsc po przecinku – 1 pkt.
Np.
8 g --------------------- 506,2 g
x ---------------------- 100 g
x = 1,58%
Zadanie 2 (2 pkt.)
W poniższej tabeli podano trzy substancje nieorganiczne: SO2, NH3, NaOH.
Postaw znak „+” przy każdym z rodzajów wiązań występujących w podanych cząsteczkach.
SO2
wiązanie
jonowe
wiązanie kowalencyjne
niespolaryzowane
wiązanie kowalencyjne
spolaryzowane
wiązanie
koordynacyjne
NH3
NaOH
+
+
+
+
+
Za poprawne określenie wiązań dla wszystkich związków – 2 pkt.
Za poprawne określenie rodzajów wiązań dla dwóch związków – 1 pkt.
Zadanie 3 (3 pkt.)
Pewien pierwiastek X tworzy cząsteczki diatomowe typu X2, które są bezbarwne, bezwonne i bardzo słabo
rozpuszczalne w wodzie.
Konfigurację walencyjną tego pierwiastka można opisać: 2s2 2p4.
a) Podaj symbol chemiczny tego pierwiastka.
Symbol pierwiastka: O
Za podanie symbolu tlenu – 1 pkt.
Punktu nie przyznaje się gdy uczeń wskazał na właściwy pierwiastek ale wpisał jego nazwę zamiast
symbolu.
b) Substancję X2 otrzymuje się poprzez termiczny rozkład chloranu (V) potasu. Produktem jest sól
beztlenowa oraz cząsteczka X2. Zapisz w formie cząsteczkowej tę reakcję.
temp
Równanie reakcji: 2 KClO3 →
2 KCl + 3 O2↑
1 punkt należy przyznać, jeśli prawidłowo zapisano reakcję WRAZ Z TEMPERATURĄ. W innym razie
punktu nie przyznajemy.
c) Na podstawie informacji zawartej w podpunkcie b) określ, czy reakcja rozkładu chloranu potasu ma
charakter egzoenergetyczny czy endoenergetyczny.
Reakcja rozkładu chloranu (V) potasu ma charakter endoenergetyczny
Prawidłowe odpowiedzi: endoenergetyczny, endo, z pobraniem energii, z pobraniem ciepła i inne
poprawne formy – 1 pkt.
2
IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 4 (3 pkt.)
Dokończ poniższe reakcje w formie cząsteczkowej lub zaznacz, że nie zachodzą.
a) 2 Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2 1 pkt. (Uznajemy również gdy uczeń bilansował „połówką” przed H2)
b) H2SO4(stężony) + Al → reakcja nie zachodzi (pasywacja) 1 pkt.
c) NaOH + NaHSiO3 → Na2SiO3 + H2O
1 pkt.
Zadanie 5 (2 pkt.)
Przeanalizuj poniższe równanie reakcji chemicznej:
KMnO4 + HI → KI + MnI2 + I2 + H2O
a) Wskaż substancję, która w tym równaniu spełnia rolę reduktora.
Reduktor: HI (lub I w HI)
Za prawidłowe podanie reduktora wzorem lub słownie – 1 pkt.
b) Dobierz współczynniki reakcji metodą elektronową.
VII
II
Mn + 5e → Mn | x 2
-I
0
----------2 I → IJ2 + 2e | x 5
2 KMnO4 + 16 HI → 2 KI + 2MnI2
+ 5 I2 + 8H2O
Punkt przyznajemy za poprawnie dobrane współczynniki w reakcji POD WARUNKIEM, ze reakcje połówkowe
zapisane są prawidłowo! – 1 pkt.
Zadanie 6 (1 pkt.)
Ułóż podane wodorki według rosnącego stopnia utleniania atomu centralnego w: siarkowodorze, chlorowodorze,
wodorek ołowiu (II), metanie.
Swoją odpowiedź zapisz za pomocą wzorów chemicznych.
CH4
H2S HCl PbH2
1 pkt.
Punkt przyznajemy za właściwą kolejność POD WARUNKIEM, że jest ona podana w całości WZORAMI a nie
nazwami chemicznymi
Zadanie 7 (2 pkt.)
Napisz za pomocą wzorów sumarycznych związków chemicznych równania dysocjacji jonowej zachodzącej
podczas rozpuszczania w wodzie soli:
1) azotan (V) amonu:
NH4NO3 → NH4+ + NO3-
1 pkt.
2) stearynianu potasu:
C17H35COOK → K+ + C17H35COO-
1 pkt.
Za każdą napisaną poprawnie reakcję dysocjacji przyznajemy po 1 pkt. nawet jeśli uczeń nie zaznaczył na
strzałce wody lub symbolu (aq) przy symbolach jonów.
Zadanie 8 (2 pkt.)
Woda używana każdego dnia podczas przygotowywania posiłków jest z natury rzeczy wodą twardą. Zawiera
szereg jonów, które można usunąć np. podczas gotowania, takie jak np. Ca2+ czy HCO32– (twardość
przemijająca) oraz jony, które odpowiadają za twardość stałą – Na+ czy Cl– (nieusuwalną podczas gotowania).
a) W wyniku wielokrotnego gotowania na dnie czajnika odkłada się tzw. kamień kotłowy
Zapisz wzór chemiczny jednej z substancji, która jest składnikiem kamienia kotłowego.
Kamień kotłowy:CaCO3
1 pkt.
Należy również przyznać punkt, gdy uczeń zapisze wzór węglanu magnezu czy siarczanu (VI) wapnia
lub też wodorotlenku magnezu; Nie przyznaje się punktu, gdy uczeń poda nazwę związku zamiast wzoru.
3
IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
b) W celu usunięcia kamienia kotłowego gospodyni używa roztworu kwasu octowego (octu). Po
kilkunastu minutach działania CH3COOH kamień kotłowy zostaje usunięty (rozpuszczony).
Zapisz w formie cząsteczkowej reakcję chemiczną ukazującą, w jaki sposób ocet pozwala usunąć
kamień kotłowy.
CaCO3 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
1 pkt.
Punkt przyznaje się za prawidłowo zapisaną reakcję chemiczną. Nie przyznajemy punktu gdy uczeń
poda, ze produktem reakcji jest H2CO3.
Za właściwy uznaje się zapis CO2 ∙ H2O
Zadanie 9 (1 pkt.)
Na podstawie poniższych reakcji:
Cl2 + 2 KBr → Br2 + 2 KCl
Br2 + 2 KI → 2 KBr + I2
F2 + 2 KCl → nie zachodzi
Ułóż cząsteczki Cl2, I2, F2 i Br2 według rosnącej reaktywności.
Rosnąca reaktywność:
I2
Br2
Cl2 F2
1 pkt.
Punkt należy przyznać jeśli uczeń poda odpowiedź: „jod, brom, chlor, fluor”.
Punktu nie przyznaje się za zapis: I, Br, Cl, F
Zadanie 10 (4 pkt.)
W trzech probówkach umieszczono po 6 g: metanalu, kwas metanowego, propanonu. A następnie do każdej
z probówek wprowadzono galaretowatą zawiesinę świeżo przygotowanego wodorotlenku miedzi (II) a następnie
probówki lekko ogrzano.
Cu(OH)2
I
6 g metanalu
Cu(OH)2
II
Cu(OH)2
III
6 g kwasu metanowego
6 g propanonu
a) Zapisz reakcję chemiczną obrazującą proces jaki nastąpi po dodaniu Cu(OH)2 do roztworu kwasu
metanowego (probówka II):
temp
HCOOH + 2 Cu(OH)2 → CO2 + 3 H2O + Cu2O
1 pkt.
Punkt przyznaje się za prawidłowo zapisaną reakcję chemiczną.
Nie przyznajemy punktu gdy uczeń poda, ze produktem reakcji jest H 2CO3.
Za właściwy uznaje się zapis CO2 ∙ H2O
Nie przyznajemy punktu jeśli uczeń nie uwzględni temperatury!
b) Wyjaśnij, co jest przyczyną braku objawów reakcji w probówce III
Np. brak grupy aldehydowej;
ketony nie mają właściwości redukujących
Za każde poprawne wytłumaczenie przyczyny nie zachodzenia reakcji
1 pkt.
c) Oblicz masę wydzielonego osadu w reakcji I. Przyjmij, że wydajność reakcji wynosi 100%. MCu = 64u
np. HCHO + 2 Cu(OH)2 → HCOOH + Cu2O + 2 H2O
6 g ---------------------------------------------- x g
30 g ------------------------------------------- 144 g
x = 28,8 g
Za wybór metody w oparciu o reakcję - 1 pkt.
Za podanie dokładnego wyniku wraz z jednostką – 1 pkt.
4
IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 11 (2 pkt.)
Wpisz do tabeli wzory związków chemicznych, których nazwy podano poniżej tak, aby prawidłowo określić
odczyn ich wodnych roztworów.
azotan (III) potasu
węglan amonu
fenol
bromek sodu
woda amoniakalna
[H+] > 10-7 M
pH > 7
10-7M = [H+] = [OH-]
C6H5OH
KNO2
NH3(aq)
(NH4)2CO3
NaBr
2 pkt przyznajemy za prawidłowe uzupełnienie trzech kolumn;
1 pkt przyznajemy za poprawne uzupełninie dwóch kolumn.
Zadanie 12 (2 pkt.)
Podaj nazwy systematyczne poniższych związków:
CH3–C(CH3)2–CH=CH–CH(CH3)2
Cr(OH)SO4
2,2,5 – trimetyloheks-3-en
siarczan (VI) hydroksochromu (III)
Po jednym punkcie przyznajemy za każdą poprawną nazwę związku.
Nie przyznaje się punktu jeśli uczeń poda „siarczan hydroksochromu” – muszą być uwzględnione
wartościowości; Słówka „hydrokso” i „hydroksy” są prawidłowe.
Zadanie 13 (3 pkt.)
a) Ustal wzory półstrukturalne organicznych związków A i B użytych w poniższym schemacie:
O
Ag2O
B
║
A
HCOOH
CH3CH2O –C–H
H2SO4
Związek A: HCHO
1 pkt.
Związek B: CH3CH2OH
1 pkt.
b) Otrzymany na końcu przemian w omawianym schemacie związek jest estrem. Estry pod wpływem
roztworów mocnych zasad (np. NaOH czy KOH) ulegają hydrolizie, której produktami są alkohol
oraz sól kwasu, z których powstał ten ester.
Zapisz reakcję hydrolizy zasadowej estru podanego w powyższym schemacie.
O
║
CH3CH2O-C-H + NaOH → CH3CH2OH + HCOONa
1 pkt.
Punkt przyznajemy za prawidłowo napisaną reakcję hydrolizy.
Nie ma punktu jeśli uczeń zapisał strzałki „w obie strony”. Woda nad strzałką jest zapisem prawidłowym lecz
nie niezbędnym.
Zadanie 14 (3 pkt.)
Do otrzymania amoniaku użyto 40 dm3 mieszaniny gazów wodoru i azotu zmieszanych w stosunku
stechiometrycznym.
a) Oblicz, jaką objętość amoniaku otrzymano, jeśli pomiarów objętości gazów dokonano w warunkach
normalnych.
Vamoniaku = 20 dm3
Za obliczenie objętości amoniaku (20 dm3) przyznajemy punkt gdy 1) rachunek oparty jest
o prawidłowo napisaną reakcję i 2) podany jest w jednostkach objętości; w innym razie punktu nie
przyznaje się.
b) Dowodem na zasadowy charakter amoniaku są reakcje z kwasami. Zapisz w formie cząsteczkowej taką
reakcję amoniaku z kwasem bromowodorowym.
NH3 + HBr → NH4Br (lub NH4+Br-)
1 pkt.
5
IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
c) Amoniak wydziela się podczas reakcji organicznych opisanych poniższym schematem:
R – CH2 + HCl → R – CH2 + NH3
|
|
NH2
Cl
amina
Zapisz reakcję na podstawie powyższego schematu, biorąc jako substrat propylo–1–aminę:
CH3–CH2–CH2NH2
CH3CH2 – CH2 + HCl → CH3CH2 – CH2 + NH3
|
|
NH2
Cl
1 pkt.
Zadanie 15 (3 pkt.)
Krzemian sodu Na2SiO3 otrzymuje się poprzez stapianie węglanu sodu z tlenkiem krzemu (IV),
a) Zapisz w formie cząsteczkowej tę reakcję otrzymywania krzemianu sodu.
Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2
1 pkt.
b) Do identyfikacji gazu, jaki wydziela się w omawianej reakcji stosuje się nasycony roztwór
wodorotlenku wapnia. Zapisz tę reakcję w formie cząsteczkowej. Wyjaśnij, co dostrzega badacz
podczas prowadzenia tego eksperymentu.
Reakcja:CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
1 pkt.
Obserwacje: np. wytrąca się (biały) osad; następuje zmętnienie wody wapiennej;
Punkt przyznajemy za każdą całkowicie poprawną odpowiedź; 1 pkt.
Zadanie 16 (2 pkt.)
W wodzie zmieszano i dokładnie rozpuszczono po 0,1 mola bardzo dobrze rozpuszczalnych soli chlorków:
NaCl, KCl, CaCl2 oraz AlCl3. Przyjmując, że otrzymany roztwór zajmie objętość 1 dm 3 i będzie miał gęstość
1,5 g/cm3 oblicz stężenie procentowe jonów chlorkowych Cl–. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po
przecinku. Mchloru = 35,5 u
Np. razem jest 0,7 mola Cl- ------------------------ x g
1 mol -------------------------------- 35,5 g
x = 24,85 g (masa substancji)
Za obliczenie masy wszystkich (0,7 mola) jonów chlorkowych 24,85 g 1 pkt.
1,5 g ------- 1 cm3
x ----------- 1000 cm3
x = 1500 g (masa roztworu)
24,85 g -------------------------- 1500 g
x -------------------------------- 100 g
x = 1,66%
Za obliczenie stężenia procentowego wraz z wyborem metody obliczeń – 1 pkt.
Zadanie 17 (2 pkt.)
Uczniowie przeprowadzili doświadczenie, które można opisać skróconym równaniem reakcji:
Cu2+ + 2 OH– → Cu(OH)2↓
a) Wybierz odczynniki, które można użyć w celu przeprowadzenia tego doświadczenia spośród:
Cu(s)
KOH(roztwór wodny)
CuO(s)
CuNO3(wodny roztwór)
CuCl2(wodny roztwór)
Wybrane odczynniki:CuCl2, KOH
1 pkt.
Punkt przyznajemy nawet jeśli uczeń nie dopisze oznaczeń wodnych roztworów lub związki poda za
pomocą nazw;
Nie przyznajemy punktu, gdy uczeń prawidłowo poda odczynniki ale źle przypisze oznaczenia (s) i (aq)
przy tych wzorach.
6
IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
b) Cu(OH)2 powstały w tym doświadczeniu, pod wpływem temperatury, ulega rozkładowi z wydzieleniem
czarnego osadu. Zapisz tę reakcję.
temp
Cu(OH)2 → CuO + H2O
1 pkt.
Punktu nie przyznajemy, jeśli uczeń zapisze strzałkę „w dwie strony”; również brak oznaczenia
ogrzewania na strzałce powoduje nie przyznanie punktu;
Zadanie 18 (1 pkt.)
Podaj wzór półstrukturalny izomerycznego ketonu o wzorze sumarycznym odpowiadającym butanalowi.
O
║
CH3CH2 –C–CH3
1 pkt.
Zadanie 19 (3 pkt.)
Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny pewnego związku organicznego:
CH3 – C = CHBr
a)
C2H5
Podaj nazwę systematyczną tego związku.
nazwa systematyczna: 1-bromo-2-metylobut-1-en
1 pkt.
b) Podkreśl tą substancję, której należy użyć w celu laboratoryjnej identyfikacji podanego związku:
HBr(aq)
c)
K2MnO4(aq)
Br2(aq)
NaOH(etanol)
Zapisz, używając wzorów półstrukturalnych, reakcję związku wyjściowego z wybranym
w poprzednim podpunkcie odczynnikiem.
CH3 – C = CHBr
+ Br2
→
CH3 – CBr – CHBr2
|
|
1 pkt.
C2H5
C2H5
Zadanie 20 (3 pkt.)
W chemii organicznej wyróżnia się trzy zasadnicze rodzaje reakcji: substytucję, addycję i eliminację.
Poniższe reakcje obrazują każdy z tych rodzajów. Dopisz brakujące reagenty (użyj wzorów półstrukturalnych)
tak, aby powstały prawidłowo zapisane reakcje omawianych typów.
Reakcja substytucji:
światło
a)
(CH3)3CH
+ Cl2
(CH3)3CCl
+ HCl
1 pkt.
Reakcja addycji:
b)
CH3–C≡C–CH2Cl
CH3–CCl2–CCl2–CH2Cl
+ 2 Cl2
1 pkt.
Punktu nie przynajemy za formę CH3-CCl = CCl = CH2
Reakcja eliminacji:
c)
CH3–CHCl–CClH2
+ Zn
CH2=CH–CH3 + ZnCl2
7
1 pkt.
IV Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 18 marca 2011 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 21 (3 pkt.)
Spośród poniższych tlenków wybierz te, które mają charakter kwasowy i zapisz reakcję każdego z nich z wodą
lub zaznacz, że reakcja z wodą nie zachodzi.
tlenek żelaza (II)
tlenek krzemu
tlenek siarki (VI)
tlenek magnezu
Tlenki kwasowe: SiO2 SO3 1 pkt
Punkt przyznajemy za wybór DWÓCH prawidłowych tlenków; zapis wzorem lub nazwą jest poprawny.
Reakcje: SO3 + H2O → H2SO4
1 pkt. Nie przyznajemy pkt jeśli uczeń wpisze strzałkę dwustronną.
SiO2 + H2O → nie ma reakcji (nie zachodzi, brak reakcji)
19a
19b
19c
20a
1 pkt.
20b
20c
21
Zadanie 22 (2 pkt.)
Gaz syntezowy to mieszanina dwóch gazów: wodoru i tlenku węgla (II). Stosowany jest do wielu syntez
chemicznych. Można go otrzymać w wyniku reakcji pary wodnej z metanem a także poprzez redukcję pary
wodnej koksem (węglem). Obie reakcje wymagają katalizatora niklowego oraz odpowiednich warunków
ciśnienia i temperatury.
Zapisz obie wymienione reakcje otrzymywania gazu syntezowego z uwzględnieniem koniecznych warunków
oraz katalizatorów.
Reakcja a:
Ni, p, T
H2O + CH4
→
CO + 3 H2
1 pkt.
Punkt przyznajemy za w pełni napisaną reakcję WRAZ z warunkami!
Przy wzorze wody nie musi być oznaczenia (aq) ale jeśli uczeń wprowadza te znaki to MUSZĄ one być
prawidłowe.
Reakcja b:
Ni, p, T
H 2O + C
→
CO + H2
1 pkt.
Punkt przyznajemy za w pełni napisaną reakcję WRAZ z warunkami!
Przy wzorze wody nie musi być oznaczenia (aq) ale jeśli uczeń wprowadza te znaki to MUSZĄ one być
prawidłowe.
8