treść zadań

Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
TREŚĆ ZADAŃ
ZADANIE 1.
Do 200 gramów 10-procentowego wodnego roztworu kwasu fosforowego(V) wprowadzono
40 gramów bezwodnego kwasu fosforowego(V), a następnie dolano 240 cm3 wody.
Oblicz stężenie molowe tak powstałego roztworu.
Uwaga! Odpowiednią wartość gęstości odczytaj z poniższej tabeli. Załóż, że trakcie opisanych
czynności objętość nie ulega kontrakcji.
Stężenie
roztworu
H3PO4 (%)
10
15
20
25
30
Gęstość
roztworu
(g/cm3)
1,053
1,081
1,113
1,142
1,181
ZADANIE 2.
W wyniku termicznego rozkładu bezbarwnej, krystalicznej, uwodnionej soli otrzymano trzy
związki chemiczne:
▪ 22,4 dm3 (w przeliczeniu na warunki normalne) gazu o charakterystycznym zapachu, który
powoduje zielononiebieskie zabarwienie zwilżonego papierka wskaźnikowego;
▪ 22 gramy gazu powodującego mętnienie wody wapiennej;
▪ 1 mol pary wodnej.
A) Ustal masę substancji, którą poddano ogrzewaniu.
B) Podaj wzór i nazwę systematyczną tej substancji.
C) 1 mol tej substancji rozpuszczono w 160 gramach wody. Oblicz stężenie procentowe
otrzymanego roztworu soli.
ZADANIE 3.
Dane są następujące jony: K+,
, Cu2+, H+, OH–,
.
A) Podaj wzory wszystkich dobrze rozpuszczalnych związków chemicznych, które po
wprowadzeniu do wody utworzą wyżej wymienione jony i ich wodne roztwory nie będą
wykazywały odczynu obojętnego.
B) Zapisz odpowiednie równania zachodzących procesów, które decydują o odczynie i podaj
nazwy tych procesów.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
ZADANIE 4.
W dwóch zlewkach znajduje się po 150 cm3 0,2-molowego wodnego roztworu azotanu(V)
wapnia.
Do pierwszej zlewki wprowadzono 100 cm3 wodnego roztworu węglanu potasu
o stężeniu 0,2 mol/dm3. Do drugiej zlewki dodano 450 cm3 roztworu chlorku wapnia
o stężeniu 0,01 mol/dm3.
Oblicz, w której ze zlewek i o ile liczba moli jonów wapnia jest większa.
ZADANIE 5.
W odpowiednich warunkach tlenek siarki(IV) można otrzymać m.in. w wyniku reakcji:
▪ wodorosiarczanu(IV) sodu z kwasem siarkowym(VI), przy czym wiadomo, że stosunek
molowy reagentów wynosi 1 : 1 : 1 : 1 : 1 (uwaga: wśród produktów reakcji należy uwzględnić
także wodę);
▪ spalania siarki;
▪ redukcji siarczanu(VI) wapnia węglem; w reakcji tej powstają także dwa tlenki innych
pierwiastków (jeden z nich jest tlenkiem kwasowym).
A) Zapisz równania reakcji, o których mowa jest powyżej.
Współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji siarczanu(VI) wapnia z węglem dobierz
za pomocą bilansu elektronowego.
B) 19,2 grama tlenku siarki(IV) wprowadzono do wody i otrzymano 3 kilogramy roztworu
kwasu. Oblicz stężenie procentowe tego roztworu.
C) Stopień pierwszego etapu dysocjacji (α1) kwasu o stężeniu 0,1 mol/dm3, otrzymanego
w wyniku wprowadzenia tlenku siarki(IV) do wody wynosi 32%.
Pomijając jony wodorowe pochodzące z drugiego etapu dysocjacji, oblicz stężenie
jonów wodorowych w tym roztworze.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
ZADANIE 6.
Mieszaninę azotu, tlenku węgla(IV), metanu i wodoru o łącznej objętości 10 dm3 (warunki
normalne), w której było 1,6 grama metanu, spalono przy nieograniczonym dostępie powietrza
bez użycia katalizatorów.
W mieszaninie poreakcyjnej stwierdzono m.in. obecność 5,4 grama wody oraz tlenek
węgla(IV).
Cały tlenek węgla(IV), po wprowadzeniu go do zlewki z wodą wapienną, przereagował
z 0,2 mola wodorotlenku wapnia.
A) Zapisz równania reakcji zachodzące podczas spalania opisanej mieszaniny.
B) Podaj w procentach objętościowych skład mieszaniny przed spaleniem. Zapisz
odpowiednie obliczenia.
C) Oblicz objętość tlenu (w przeliczeniu na warunki normalne), jaką zużyto do spalenia 10 dm3
tej mieszaniny.
ZADANIE 7.
Olej lniany składa się między innymi z estrów gliceryny i kwasów: oleinowego, linolowego i
linolenowego.
Poniżej podano wzory półstrukturalne kwasów: linolowego i linolenowego.
Miarą ilości estrów kwasów tłuszczowych występujących w tłuszczach jest tzw. liczba
zmydlania. Jest ona równa liczbie miligramów wodorotlenku potasu zużytego na zmydlenie (na
gorąco) estrów zawartych w 1 gramie tłuszczu.
Zakładając, że olej lniany składa się wyłącznie z cząsteczek o wzorze ogólnym:
gdzie: R1 – reszta kwasowa kwasu oleinowego
R2 – reszta kwasowa kwasu linolowego
R3 – reszta kwasowa kwasu linolenowego
wykonaj poniższe polecenia.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
A) Zapisz wzory sumaryczne i podaj nazwy produktów zmydlania tego tłuszczu zasadą
potasową.
B) Na zmydlenie 10 dm3 oleju lnianego o gęstości 0,93 g/cm3 zużyto 1,767 kilograma
wodorotlenku potasu. Oblicz liczbę zmydlania dla oleju lnianego.
C) Podaj wzór półstrukturalny cząsteczki tłuszczu powstałego w wyniku całkowitego
uwodornienia tłuszczu, którego wzór ogólny jest podany wyżej. Oblicz, ile moli wodoru
potrzeba do całkowitego uwodornienia 1 mola cząsteczek tego tłuszczu.
ZADANIE 8.
A) Narysuj wzory półstrukturalne i zapisz nazwy wszystkich możliwych izomerów związku o
wzorze sumarycznym C5H12. Nazwij ten typ izomerii.
B) Podaj wzory półstrukturalne wszystkich par związków, które można zmieszać ze sobą, aby
w reakcji z sodem otrzymać związki, o których mowa w punkcie A).
C) Czy produkty monobromowania alkanów mogą tworzyć izomery geometryczne typu
cis-trans?
D) Wiedząc, że substytucja atomu wodoru atomem bromu zachodzi najłatwiej przy atomie
węgla o wyższej rzędowości, narysuj wzory półstrukturalne produktów głównych
monobromowania poszczególnych izomerów, o których mowa w punkcie A.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
ZADANIE 9.
Poniżej przedstawiono dwa zestawy doświadczalne oznaczone cyframi I i II.
Zestaw I:
Zestaw II:
A) Jakie cząsteczki i jony będą zawierały roztwory otrzymane w zlewkach po zakończeniu
doświadczeń przedstawionych na rysunkach?
B) Zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej (forma skrócona), które zachodzą
w probówkach.
ZADANIE 10.
W celu całkowitego spalenia pewnego węglowodoru zużyto 1456 cm3 tlenu odmierzonego w
warunkach normalnych. Otrzymany tlenek węgla(IV) przepuszczono przez płuczkę z wodą
wapienną i uzyskano 4 g osadu.
Ustal wzór sumaryczny spalonego węglowodoru.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
ZADANIE 11.
Obecność w wodzie kationów wapnia i magnezu jest przyczyną tzw. twardości wody.
• Twardość trwała (stała) wynika z obecności m.in. rozpuszczonych w wodzie chlorków wapnia
i magnezu.
• Twardość przemijająca wynika z obecności rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów
wapnia i magnezu.
Twardość trwałą można usunąć przez dodanie np. fosforanu(V) sodu, a twardość przemijającą
przez zagotowanie wody.
A) Zapisz w formie cząsteczkowej równania opisanych wyżej reakcji, zachodzących podczas
usuwania twardości trwałej i twardości przemijającej wody, spowodowanych obecnością
odpowiednich związków wapnia.
Uwaga! Podczas usuwania twardości przemijającej wody powstają trzy związki chemiczne,
z których jeden jest gazem.
B) W badanej próbce wody wodociągowej stężenie procentowe jonów wapnia wynosi 0,012%.
Oblicz stężenie molowe tych jonów w badanej próbce. (przyjmij, że gęstość analizowanej
próbki wody wodociągowej wynosi 1 g/cm3).
C)Twardość wody podaje się między innymi w:
a) stopniach niemieckich (On), gdzie 1On = 10 mg tlenku wapnia w 1 dm3 próbki wody;
b) milivalach na dm3 (mval/dm3), gdzie 1mval = 0,5 mmol jonów Ca2+ w 1 dm3 próbki wody.
Oblicz twardość wody w stopniach niemieckich i w mval/dm 3, jeśli stężenie molowe jonów
wapnia w próbce badanej wody wynosi 3∙10-3 mol/dm3.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
ZADANIE 12.
W czterech probówkach umieszczono w sposób losowy: metanol, kwas etanowy (octowy),
kwas oktadekanowy (stearynowy), oktadekanian sodu (stearynian sodu).
A) Mając do dyspozycji wodę oraz uniwersalny papierek wskaźnikowy, zidentyfikuj te
substancje. Zapisz obserwacje.
B) Jaki odczyn wykazują wodne roztwory substancji, które spowodowały zmianę barwy
wskaźnika. Odpowiedź uzasadnij, pisząc odpowiednie równania w formie jonowej skróconej.
C) Podaj nazwy procesów, które decydują o odczynie roztworów, o których mowa
w punkcie B.
ZADANIE 13.
Siarczan(VI) dietylu jest estrem powstałym w wyniku reakcji alkoholu z kwasem
nieorganicznym. Hydrolizuje on według tego samego schematu co estry kwasów
organicznych.
Zapisz w formie cząsteczkowej równania reakcji przedstawionych na powyższym schemacie.
Podaj nazwy (systematyczne lub zwyczajowe) związków organicznych oznaczonych literami
A, B, D, E, G oraz L.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
ZADANIE 14.
Do siedmiu probówek z wodnym roztworem wodorotlenku sodu, zawierających po 0,1 mola
NaOH każda, wprowadzono:
I. roztwór zawierający 10 mmoli AlCl3
II. roztwór zawierający 0,1 mola MgCl2
III. 2,24 dm3 chlorowodoru odmierzonego w warunkach normalnych
IV. 5 mmoli P4O10
V. roztwór zawierający 0,1 mola KOH
VI. roztwór zawierający 0,1 mola H2SO4
VII. roztwór zawierający 0,05 mola Zn(NO3)2
A) Korzystając z tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków, zapisz równania reakcji
zachodzących w probówkach I – VII lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi.
Zapisz numery probówek, w których wytrąci się osad.
B) Ile wynosi pH roztworu otrzymanego w probówce numer III? Odpowiedź uzasadnij.
C) Jaki jest odczyn roztworów otrzymanych w probówkach numer IV i VI? Odpowiedź
uzasadnij.
ZADANIE 15.
A) W celu otrzymania węglowodorów o krótkich łańcuchach węglowych stosuje się
tzw. kraking, czyli proces polegający na rozpadzie długich łańcuchów węglowych na mniejsze
fragmenty pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Z alkanów o długich
łańcuchach węglowych powstają alkany o krótszych łańcuchach i odpowiednie alkeny.
Przyjmijmy teoretycznie, że krakingowi poddano pentan.
Podaj wzory strukturalne i nazwy systematyczne wszystkich możliwych produktów rozpadu
pentanu w procesie krakingu zakładając, że każdorazowo:
1. łańcuch pęka tylko w jednym miejscu;
2. powstają dwa produkty: alkan i alken;
3. powstające związki tworzą łańcuchy proste (łańcuchy nierozgałęzione).
Spośród produktów krakingu pentanu wybierz ten, który tworzy izomery.
Podaj wzory i nazwy systematyczne tych izomerów oraz określ typ izomerii, jaki reprezentują
te związki.
Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012.
B) Najważniejszym parametrem określającym jakość benzyny jest liczba oktanowa (LO),
będąca miarą odporności benzyny na tzw. spalanie detonacyjne (wybuchowe).
Przyjęto umownie, że benzyna o LO = 100 spala się tak, jakby spalaniu poddano czysty
izooktan, natomiast benzyna o LO = 0 zachowuje się tak, jakby spalaniu poddano czysty
n-heptan.
Im wyższa wartość liczby oktanowej, tym większa odporność mieszanki paliwowo-powietrznej
na niepożądane spalanie w silnikach.
Badając właściwości antydetonacyjne pewnego gatunku benzyny, stwierdzono, że są one
takie same jak właściwości mieszaniny: 5% objętościowych n-heptanu i 95% objętościowych
izooktanu. Jaką liczbę oktanową (LO) ma ta benzyna?
Zadanie 16.
Pewien młody kucharz, chcąc złamać strzeżoną od dawna przez szefa restauracji tajemnicę
wyjątkowego smaku marynowanych maślaków, poprosił swojego przyjaciela – chemika o
oznaczenie stężenia procentowego kwasu octowego użytego do przygotowania zalewy.
Niestety, posiadał tylko 10 cm3 zalewy z grzybów marynowanych o gęstości d = 1,1 g/cm3.
Przyjaciel zaś dysponował 1,05-molowym roztworem zasady sodowej.
Na zmiareczkowanie* posiadanej objętości zalewy zużył 11,5 cm3 roztworu zasady sodowej.
A) Zapisz równanie reakcji chemicznej (w formie cząsteczkowej), jaka zaszła podczas
miareczkowania.
B) Przedstaw obliczenia, jakich musiał dokonać chemik, aby ostatecznie określić stężenie
procentowe kwasu octowego w zalewie.
*Miareczkowanie to czynność pozwalająca na oznaczenie stężenia badanej substancji.
Polega ona na dodawaniu do roztworu substancji oznaczanej dokładnie określonej objętości innej
substancji o znanym stężeniu. Substancja oznaczana i substancja dodawana muszą reagować ze
sobą. Miareczkowanie kończy się w chwili zakończenia przebiegu reakcji pomiędzy tymi dwoma
substancjami (można to łatwo zaobserwować np. stosując odpowiedni wskaźnik).
Znając równanie reakcji chemicznej, jaka zaszła podczas miareczkowania, oraz objętość zużytego
roztworu o znanym stężeniu, można obliczyć ilość (stężenie) substancji oznaczanej.