Etap I

Wojewódzki Konkurs Wiedzy Chemicznej dla uczniów klas maturalnych
organizowany przez ZDCh UJ
Etap I, 12.12.2015 - zadania
Zadanie I. [16 punktów]
W zadaniach od 1 – 5 jedna odpowiedź jest poprawna.
Zad. 1. Który zapis przedstawia konfigurację elektronową jonu Cu+ ?
A. [Ar]4d10
B. [Ar]4s1 3d10
C. [Ar]4s1 3d9
D. [Ar]3d10
Zad.2. Siarczan(VI) magnezu tworzy kilka hydratów. Najbardziej popularnym hydratem tej soli jest tzw. sól
gorzka, w której stosunek masowy czystej soli do wody wynosi 20 : 21. Sól ta ma różnorodne zastosowania,
miedzy innymi jako odżywka dla roślin w przypadku brązowienia np. iglaków lub trawników. Przygotowano 1 kg
roztworu wodnego soli gorzkiej używając 40 g hydratu. Stężenie procentowe MgSO4 w tym roztworze wynosi:
A. 1,95%
B. 4%
C. 19,51%
D. 40%
Zad. 3. Azot i tlen to główne składniki powietrza. Trzecim pod względem ilości, zajmującym około 0,9%
objętościowych jest:
A. tlenek węgla(IV)
B. para wodna
C. argon
D. wodór
Zad. 4. Zaznacz poprawną odpowiedź stanowiącą interpretację poniższego zapisu reakcji według teorii Brönsteda:
O2– + H2O
A. Cząsteczka wody pełni funkcję zasady
B. Cząsteczka wody pełni funkcję kwasu
OH– + OH–
C. Cząsteczka wody pełni funkcję i kwasu i zasady
D. Na podstawie powyższego równania nie można
określić roli wody
Zad. 5. Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem;
W której probówce reakcja zajdzie najszybciej, zakładając że użyto te same masy metalu, objętości kwasu
i reakcje prowadzono w tej samej temperaturze:
A. I
B. II
C. III
D. IV
W zadaniach nr 6 – 10 jedna, dwie, trzy lub wszystkie odpowiedzi mogą być poprawne.
Zad. 6. Wiązania wodorowe mogą występować pomiędzy cząsteczkami:
A. NH3
B. C2H5OH
C. CH4
D. HF
Zad. 7. Wybierz odpowiedź/odpowiedzi w której/których przedstawiono prawidłowy zapis konfiguracji
elektronów walencyjnych atomu krzemu w systemie klatkowym:
A. 
C. 




3s
3p
3s
3p
B. 
D. 




3s
3p
3s
3p
Zad. 8. Wzrost wydajności procesu opisanego równaniem reakcji:
2C(s) + O2(g)
2CO(g)
H0 = -394 kJ/mol
można osiągnąć poprzez:
A. obniżenie temperatury układu
C. wprowadzenie do układu dodatkowej ilości tlenu
cząsteczkowego,
B. podniesienie ciśnienia panującego w układzie
D. zmniejszenie objętości układu reakcyjnego.
Zad. 9. W obecności reduktora roztwór manganianu(VII) potasu o barwie fioletowej
A.
B.
C.
D.
w środowisku zasadowym ulega redukcji do tlenku manganu(VI) o barwie zielonej;
w środowisku obojętnym ulega redukcji do odpowiedniej soli manganu(II) o barwie bladoróżowej;
w środowisku kwasowym ulega redukcji do tlenku manganu(IV) o barwie brunatnej;
w środowisku zasadowym ulega redukcji do manganianu(VI) potasu tworząc roztwór barwy zielonej.
Zad. 10. Na szalce Petriego położono kawałek folii aluminiowej, wsypano kilka granulek wodorotlenku
potasu oraz wprowadzono kilka kropli wody. Po chwili zauważono, że:
A. wydziela się palny gaz.
B. wydziela się gaz.
C. folia aluminiowa zanika.
D. brak objawów reakcji.
W zadaniach 11- 13 wybierz prawidłową odpowiedź A, B, C lub D oraz jej uzasadnienie
Zad.11. Kwas bromowodorowy jest kwasem:
B.
C.
D.
słabszym od kwasu chlorowodorowego
a mocniejszym od kwasu
jodowodorowego
mocniejszym od kwasu
fluorowodorowego i chlorowodorowego
a słabszym od kwasu jodowodorowego
mocniejszym od kwasu
jodowodorowego a słabszym od kwasu
chlorowodorowego i fluorowodorowego
mocniejszym od kwasu
chlorowodorowego i jodowodorowego
a słabszym od kwasu fluorowodorowego
ponieważ
A.
I.
aktywność fluorowców rośnie ze wzrostem ich
liczby atomowej.
II.
moc kwasów beztlenowych rośnie ze wzrostem
promienia atomowego niemetalu związanego
z atomem wodoru.
aktywność fluorowców maleje ze wzrostem ich
liczby atomowej.
III.
IV.
moc kwasów beztlenowych rośnie ze wzrostem
elektroujemności niemetalu związanego
z atomem wodoru.
Zad. 12. Po rozpuszczeniu w wodzie chlorku amonu otrzymano bezbarwny roztwór, którego odczyn jest:
kwasowy
zasadowy
C.
obojętny
D.
nie można określić
odczynu
I.
II.
ponieważ
A.
B.
III.
IV.
nie jest znana wartość pH roztworu.
zanurzony w roztworze uniwersalny papierek wskaźnikowy
zmienia barwę na czerwoną.
anion pochodzący z dysocjacji elektrolitycznej tej soli ulega
hydrolizie.
kation pochodzący z dysocjacji elektrolitycznej tej soli ulega
hydrolizie.
Zad.13. Chcąc zbadać różnice w aktywności magnezu i miedzi uczeń przygotował dwie zlewki z gorącą
wodą i kroplą alkoholowego roztworu fenoloftaleiny. Następnie wrzucił do nich próbki metalu o tej samej
masie, do zlewki 1. – magnez a do 2. – miedź. Uczeń zauważył, że:
w obu zlewkach wydziela się gaz
I.
B.
w obu zlewkach pojawiła się
malinowa barwa roztworu
tylko w zlewce nr 1 pojawiła się
malinowa barwa, a w zlewce nr 2
nie zaobserwowano żadnych
zmian
w zlewce nr 1 pojawiła się
malinowa barwa roztworu,
a w zlewce nr 2 niebieska
II.
oba metale reagują z ciepła wodą w tych warunkach, ale
tylko magnez utworzył mocną zasadę.
oba metale utworzyły w reakcji z wodą zasady.
III.
tylko magnez reaguje w tych warunkach z wodą.
IV.
oba metale reagują z wodą w tych warunkach, ale żaden
z nich nie utworzył mocnej zasady.
C.
D.
ponieważ
A.
Zadanie II. [10 punktów]
Płytkę aluminiową o masie 20 g zanurzono w 200 cm3 roztworu azotanu(V) miedzi(II) o stężeniu
1 mol/dm3. Po pewnym czasie płytkę wyjęto, osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa płytki wynosi
22 gramy.
1.
Zapisz dwie obserwacje jakie można poczynić w trakcie przeprowadzania powyższego doświadczenia.
…………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………
[2 pkt]
2.
Oblicz stężenie molowe roztworu azotanu(V) miedzi(II) po reakcji. Wynik podaj w zaokrągleniu do
trzech miejsc po przecinku. W obliczeniach przyjmij że objętość roztworu po reakcji nie uległa zmianie.
[2 pkt]
3.
Azotan(V) miedzi(II) można otrzymać np. w reakcji miedzi z rozcieńczonym roztworem kwasu
azotowego(V). Zapisz równanie tej reakcji i uzgodnij je metodą bilansu jonowo-elektronowego.
……………………………………………………………………………………………………………
Utlenianie:
……………………………………………………………………………………………………………
Redukcja:
……………………………………………………………………………………………………………
[3 pkt]
4.
Płytkę z doświadczenia opisanego w informacji wprowadzającej, przecięto, a następnie jeden z uciętych
kawałków zważono. Masa tej próbki wyniosła 7 g. Zważoną płytkę umieszczono w 500 dm3 kwasu
solnego o stężeniu 1 mol dm-3. Wydzielający się w tym doświadczeniu gaz w warunkach normalnych
zajął objętość równą 0,67 dm3. W oparciu o powyższe informacje napisz równanie/a zachodzącej/cych
reakcji. Określ zawartość procentową glinu i miedzi w badanej próbce. Wynik podaj w zaokrągleniu do
jednego miejsca po przecinku.
[3pkt]
Zadanie III. [10 punktów]
1.
Poniżej podano informacje o trzech substancjach chemicznych, umownie oznaczonych symbolami X, A
i Z. Zidentyfikuj te substancje i podaj ich symbole/wzory chemiczne
a) Ten żółto-zielony gaz ma charakterystyczny zapach, a jego cząsteczki można przedstawić
następującym wzorem elektronowym (kreskowym):
Podaj wzór lub nazwę tego gazu:……………………………………………………………………
[0,5 pkt]
b) Pierwiastek A tworzy dwa kationy A2+ oraz A3+. Niektóre związki tego pierwiastka są składnikami
rdzy.
Podaj symbol lub nazwę tego pierwiastka: …………………………………………………………
[0,5 pkt]
c) Pierwiastek A reaguje z gazem X2 tworząc związek Z.
Podaj wzór lub nazwę tego związku chemicznego ………………………………….. ………………
[0,5 pkt]
2. Otrzymany związek chemiczny „Z” rozpuszczono w wodzie i zbadano odczyn otrzymanego roztworu.
Określ odczyn tego roztworu. Odpowiedź uzasadnij pisząc odpowiednie równanie reakcji:
Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………….
Odczyn: ……………………………………………………………………………………………………
[1,5 pkt]
3. Na roztwór wodny substancji Z podziałano zasadą potasową i zauważono wytrącenie brunatnego osadu.
Po odsączeniu otrzymany osad wysuszono, a następnie poddano prażeniu otrzymując m.in. tlenek
pierwiastka A. Tlenek ten poddano redukcji węglem w wysokiej temperaturze otrzymując pierwiastek A
oraz gaz powodujący zmętnienie wody wapiennej.
a) Zapisz równania opisanych reakcji
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
[2 pkt]
b) Oblicz, ile gramów pierwiastka A powstanie jeżeli w reakcji weźmie udział 200 g tlenku tego
pierwiastka i 200 g węgla. Należy przyjąć, że oprócz pierwiastka A, w reakcji powstaje jedynie
produkt całkowitego utlenienia węgla. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej.
[2 pkt]
c) Oblicz wydajność reakcji prowadzącej do otrzymania 110 g pierwiastka A w reakcji opisanej
w podpunkcie „b”. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej.
[1 pkt]
4. Ciepło tworzenia to efekt energetyczny towarzyszący reakcji tworzenia 1 mola związku chemicznego
z pierwiastków.
Oblicz ciepło tworzenia związku Z wiedząc, że podczas łączenia 28 g pierwiastka A ze stechiometryczną
ilością gazu X2 wydzieliło się 95,76 kJ energii na sposób ciepła.
[2 pkt]
Zadanie IV. [10 punktów]
1.Fosfor biały występuje w postaci cząsteczek P4, które mają kształt tetraedru
model cząsteczki fosforu P4
Analizując powyższy rysunek przedstaw wzór elektronowy cząsteczki tlenku fosforu(V)
[1 pkt]
2. Fosfor tworzy dwa chlorki o wzorach: PCl3, PCl5. Podaj wzór tego z nich, w którym nie spełniona jest
reguła oktetu pamiętając, że atomy tego samego pierwiastka nie łączą się w tych związkach ze sobą.
……………………………………………………………………………………………………………..
[1 pkt]
3. Na podstawie konfiguracji elektronowej atomu fosforu (nie musisz jej zapisywać) podaj typowe stopnie
utlenienia fosforu, a następnie podaj po jednym przykładzie (wzór lub nazwę) związku, w którym fosfor
występuje na danym stopniu utlenienia.
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
[ 3 pkt]
4. Usuwanie jonów PO43- ze ścieków komunalnych polega m.in. na wprowadzaniu do nich siarczanu(VI)
żelaza(II). Wiedząc, że stężenie jonów PO43- wynosi 1,15 mol/dm3, oblicz jaką dawkę FeSO4
(w gramach) należy wprowadzić aby związać jony zawarte w próbce ścieku o objętości 100 cm3. Należy
przyjąć, że przy niewielkim dostępie tlenu otrzymany osad zawiera jedynie fosforan(V) żelaza(II).
[2 pkt]
5. W oparciu o tablice rozpuszczalności zaproponuj sposób usunięcia jonów PO43- z roztworu wybierając
odpowiedni odczynnik (inny niż w wymieniony w punkcie 4).
Wzór odczynnika: ………………………………………………………………………………………
[1 pkt]
6. Kwas fosforowy(V) jest kwasem trójprotonowym. Wiedząc, że stopień dysocjacji pierwszego etapu
wynosi 57% i zakładając, że wartości kolejnych stopni dysocjacji są zaniedbywalnie małe, oblicz pH
roztworu tego kwasu o stężeniu 0,01 mol/dm3. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po
przecinku.
[2 pkt]