Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
Ładowanie…
Chemia
(0–1) Większość kationów metali występuje w roztworze wodnym w postaci jonów kompleksowych, tzw. akwakompleksów, w których cząsteczki wody otaczają jon metalu (są ligandami). Dodanie do roztworu reagenta, który z kationami danego metalu tworzy trwalsze kompleksy niż woda, powoduje wymianę ligandów. W roztworach wodnych jony miedzi(II) występują jako jony uwodnione (akwakompleksy) o wzorze [Cu(H2O)6]2+. Taki kompleks jest mniej trwały niż kompleks miedzi(II) z amoniakiem, dlatego w obecności amoniaku o odpowiednim stężeniu w roztworze związku miedzi(II) tworzy się aminakompleks, w którym liczba koordynacyjna jonu Cu2+ także jest równa 6, ale cztery cząsteczki wody są zastąpione czterema cząsteczkami amoniaku.
[Cu(H2O)6] 2+ + 4NH3 → [Cu(NH3)4(H2O)2] 2+ + 4H2O ALBO [Cu(H2O)6] 2+ + 4NH3∙H2O → [Cu(NH3)4 (H2O)2] 2+ + 8H2O Zdjęcie: II
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji i poprawne wskazanie zdjęcia. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane schematem: Co (s) Ni (s) AgNO3 (aq) Cd(NO3)2 (aq) Probówka I Probówka II
Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1. albo 2. Reakcja chemiczna zaszła tylko
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zachodzi podczas doświadczenia.
A2
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Co + 2Ag+ → Co2+ + 2Ag
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
O dwóch węglowodorach X i Y wiadomo, że: • są izomerami • cząsteczka każdego z nich zawiera łącznie 15 atomów węgla i wodoru. W tabeli podano informacje dotyczące budowy cząsteczki węglowodoru X. Węglowodór Y reaguje z wodnym roztworem manganianu(VII) potasu, a organicznym produktem tej reakcji jest 2-metylobutano-1,2-diol. W reakcji tego węglowodoru z wodą powstaje mieszanina produktów.
| Liczba wiązań | Liczba atomów węgla | |||
|---|---|---|---|---|
| 𝜎 | 𝜋 | I-rzędowych | II-rzędowych | III-rzędowych |
| 15 | 0 | 1 | 3 | 1 |
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony węglowodoru X.
Napisz wzory produktów opisanej reakcji węglowodoru Y z wodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. produkt główny produkt uboczny
Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1., 2. albo 3. Reakcja węglowodoru Y z wodą to reakcja
CH2 H2C CH CH3 H2C CH2 ALBO H2C CH CH2 CH3 Uwaga: Wzór uproszczony lub szkieletowy należy uznać za poprawny.
1 pkt – poprawne narysowanie wzoru półstrukturalnego. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
CH3 CH3 CH3 C CH2 CH3 HO CH2 CH CH2 CH3 OH (produkt główny) (produkt uboczny)
1 pkt – poprawne narysowanie dwóch wzorów. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
B1
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(0–1) Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie. W pierwszym etapie do probówki z wodnym roztworem siarczanu(VI) miedzi(II) dodano nadmiar wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Zaobserwowano zmianę wyglądu zawartości probówki. W drugim etapie do tak otrzymanej mieszaniny wprowadzono związek Q i zawartość probówki ogrzano. Końcowy efekt doświadczenia pokazano na zdjęciu: Poniżej przedstawiono wzory substancji, wśród których znajduje się wzór związku Q, użytego w drugim etapie opisanego doświadczenia. CH3−CH2−CH2−OH CH3−CH2−CHO CH3−CO−CH3 CH3−CH2−COOH
Wybierz wzór związku Q i napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła z jego udziałem podczas ogrzewania mieszaniny. Uwzględnij zasadowe środowisko reakcji.
2Cu(OH)2 + CH3−CH2−CHO + OH– → Cu2O + CH3−CH2−COO – + 3H2O Uwaga: Równanie reakcji, w której powstaje kwas propanowy należy uznać za błędne.
1 pkt – poprawny wybór odczynnika (związku Q) oraz poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
N-metylopiperazyna (1-metylopiperazyna) to rozpuszczalna w wodzie słaba zasada o wzorze: Ta zasada ulega dwustopniowej dysocjacji, w której uczestniczą oba atomy azotu. Atom azotu niezwiązany z grupą metylową ma silniejszy charakter zasadowy. W tabeli podano wartości p𝐾b1 oraz p𝐾b2 opisanej reakcji dysocjacji N-metylopiperazyny, wyznaczone w różnych temperaturach.
| Temperatura | 25 °C | 30 °C | 40 °C | 50 °C |
|---|---|---|---|---|
| p𝐾 b1 | 4,86 | 5,01 | 5,21 | 5,35 |
| p𝐾 b2 | 9,37 | 9,60 | 9,69 | 9,82 |
Rozstrzygnij, czy dysocjacja N-metylopiperazyny jest procesem egzo- czy endotermicznym. Uzasadnij odpowiedź.
Na podstawie informacji wstępnej spośród podanych form kationowych N-metylopiperazyny wybierz tę, która praktycznie nie występuje w roztworze wodnym, i napisz jej oznaczenie (I, II albo III). Uzasadnij odpowiedź. I II III H CH3 + CH3 H + N+ N+ H N N N N CH3 H H H H
Rozstrzygnięcie: (reakcja) egzotermiczna Uzasadnienie: Wartość 𝐾b maleje wraz ze wzrostem temperatury.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie
1 pkt – poprawny wybór oznaczenia drobiny oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie Oznaczenie: II Uzasadnienie: W roztworze wodnym N-metylopiperazyny nie istnieje (praktycznie) forma, w której jon H+ przyłączony jest do atomu azotu z grupą metylową (o mniejszej wartości 𝐾b) bez przyłączenia najpierw jonu H+ do atomu azotu o większej wartości 𝐾b.
rozwiązań zadań
+ HN N CH3 + H2O ⇄ H2N N CH3 + OH-
1 pkt – poprawne napisanie równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
Kapsaicyna, której wzór przedstawiono poniżej, jest odpowiedzialna za ostry smak papryki chili. Ten związek w określonych warunkach, pod wpływem nadmiaru pewnego odczynnika, hydrolizuje. Produktem tej reakcji jest m.in. związek o wzorze: a) Z podanych odczynników wybierz ten, którego użyto do reakcji hydrolizy kapsaicyny, i zaznacz jego wzór. HCl (aq) NaCl (aq) FeCl3 (aq) NaOH (aq) b) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony jonu – drugiego produktu organicznego hydrolizy kapsaicyny.
HCl (aq) NaCl (aq) FeCl3 (aq) NaOH (aq) Wzór produktu hydrolizy: H3C H O CH3 O
rozwiązań zadań
2 pkt – zaznaczenie poprawnego odczynnika oraz poprawne narysowanie wzoru drugiego produktu hydrolizy. 1 pkt – zaznaczenie poprawnego odczynnika oraz błędny wzór drugiego produktu hydrolizy albo brak wzoru. ALBO 1 pkt – błędny wybór odczynnika albo brak wyboru oraz poprawny wzór drugiego produktu hydrolizy. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) Wodny roztwór soli ma barwę żółtą i zawiera jony AO4 – pochodzące z soli pierwiastka A o wzorze K2AO4. Przeprowadzono doświadczenie. Do dwóch probówek z roztworem soli wprowadzono: do pierwszej wodny roztwór kwasu siarkowego(VI), a do drugiej – wodny roztwór wodorotlenku potasu, zgodnie z poniższym schematem. H2SO4 (aq) KOH (aq) K2AO4 (aq) K2AO4 (aq) I II Zmiany świadczące o przebiegu reakcji zaobserwowano tylko w jednej probówce.
Rozstrzygnij, w której probówce – I czy II – zaszła reakcja. Napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. Sformułuj wniosek dotyczący trwałości jonów AO4 2– w roztworze o odczynie kwasowym i w roztworze o odczynie zasadowym.
Rozstrzygnięcie: (W probówce) I Obserwacje: Zmiana zabarwienia roztworu na pomarańczową. (W drugiej probówce nie zaobserwowano zmian). Przykładowe wnioski: 0 pkt – Jony AO42– albo jony CrO42– są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym, 0 pkt – a nietrwałe w roztworze o odczynie kwasowym. ALBO 0 pkt – Jony AO42– albo jony CrO42– są trwałe tylko w roztworze o odczynie zasadowym. ALBO 0 pkt – Jony AO42– albo jony CrO42– są nietrwałe tylko w roztworze o odczynie kwasowym. ALBO 0 pkt – 2AO42– + 2H+ → A2O72– + H2O ALBO 2CrO42− + 2H+ → Cr2O72– + H2O 0 pkt – Jony AO42– są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym. ALBO 0 pkt – 2AO42– + 2H3O+ → A2O72– + 3H2O ALBO 2CrO42− + 2H3O+ → Cr2O72– + 3H2O 0 pkt – Jony AO42–są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym. Uwaga: Odpowiedź, w której zdający w obserwacjach napisze tylko „zmiana barwy roztworu”, jest niewystarczająca.
2 pkt – poprawne rozstrzygnięcie, napisanie poprawnych obserwacji i poprawnego wniosku dotyczącego trwałości jonów AO42– w roztworach o odczynie kwasowym i o odczynie zasadowym. 1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz napisanie poprawnych obserwacji i niepoprawnego wniosku dotyczącego trwałości jonów AO42– w roztworach o odczynie kwasowym i o odczynie zasadowym albo brak wniosku ALBO 1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie, napisanie błędnych obserwacji albo brak obserwacji oraz poprawne sformułowanie wniosku dotyczącego trwałości jonów AO42– w roztworach o odczynie kwasowym i o odczynie zasadowym. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) Miarą wielkości atomu jest promień atomowy, czyli połowa odległości między jądrami sąsiednich atomów tego pierwiastka w stałym stanie skupienia. Poniżej przedstawiono zależność wartości promienia atomowego pierwiastków z 2., 3. i 4. okresu należących do bloków konfiguracyjnych s i p (bez gazów szlachetnych) od liczby atomowej tych pierwiastków. Wartości promieni atomów pierwiastków należących do jednego okresu połączono linią ciągłą.
1. W obrębie grupy promienie atomowe pierwiastków bloków s i p w miarę wzrostu liczby atomowej (maleją / rosną), ponieważ wraz ze wzrostem liczby atomowej atomy tych pierwiastków mają coraz (mniej / więcej) zapełnionych powłok elektronowych, a to oznacza (zmniejszenie / zwiększenie) mocy oddziaływania jądra na elektrony walencyjne. 2. W obrębie okresu promienie atomowe pierwiastków bloków s i p w miarę wzrostu liczby atomowej (maleją / rosną), ponieważ wraz ze wzrostem liczby atomowej elektrony w atomach tych pierwiastków są przyciągane przez jądro atomowe o (jednakowym / coraz mniejszym / coraz większym) ładunku, a więc przyciąganie elektronów walencyjnych przez jądro (maleje / rośnie).
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań. 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego zdania. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) Pewien jonowy związek X składa się z wapnia, z węgla i z azotu. Masa wapnia stanowi 50 % masy całego związku, a masa węgla – 15 % jego masy. Wzór empiryczny związku X jest też wzorem rzeczywistym. Anion związku X ma taką samą strukturę elektronową jak tlenek węgla(IV). Na podstawie obliczeń ustal i napisz wzór sumaryczny związku X. Narysuj wzór elektronowy anionu tego związku. Zaznacz kreskami wiązania chemiczne i wolne pary elektronowe.
2 pkt – na podstawie obliczeń poprawne ustalenie i napisanie poprawnego wzoru sumarycznego związku X i poprawne narysowanie wzoru elektronowego anionu z uwzględnieniem wolnych par elektronowych i ładunku. 1 pkt – na podstawie obliczeń poprawne ustalenie i napisanie poprawnego wzoru sumarycznego związku X, ale błędne narysowanie wzoru elektronowego anionu albo brak wzoru elektronowego anionu ALBO 1 pkt – na podstawie obliczeń poprawne ustalenie stosunku molowego pierwiastków w związku X wyrażonego liczbami całkowitymi i brak wzoru sumarycznego związku X, ale poprawne narysowanie wzoru elektronowego anionu z uwzględnieniem wolnych par elektronowych i ładunku ALBO 1 pkt – na podstawie obliczeń poprawne ustalenie stosunku molowego pierwiastków w związku X, ale popełnienie błędu rachunkowego, który nie zmienia stosunku molowego Ca : C : N = 1 : 1 : 2 i poprawne narysowanie wzoru elektronowego anionu z uwzględnieniem wolnych par elektronowych i ładunku. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. Stosunek masowy pierwiastków w związku X: 𝑚Ca : 𝑚C : 𝑚N = 50 : 15 : 35 50 15 35 Stosunek molowy: 𝑛Ca : 𝑛C : 𝑛N = : : = 1,25 : 1,25 : 2,5 = 1 : 1 : 2 40 12 14 Wzór sumaryczny związku X: CaCN2 Wzór elektronowy anionu: – N C N ALBO Sposób 2. CaxCyNz 40𝑥 50 = 𝑥= 𝑦 12𝑦 15 12𝑦 15 = 𝑧= 2𝑦 14𝑧 35 Wzór sumaryczny związku X: CaxCyNz ⇒ 𝑥∶𝑦∶𝑧 = 1 ∶1 ∶2 CaCN2 Wzór elektronowy anionu: – N C N ALBO Uwaga: Geometria jonu nie podlega ocenie.
rozwiązań zadań
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
W pewnym roztworze wodnym znajdowały się rozpuszczalne sole NaNO2 i Na2SO3. Aby potwierdzić obecność jonów azotanowych(III) w tym roztworze, wykonano dwuetapowe doświadczenie. W etapie 1. do probówki A z badanym roztworem dodano nadmiar wodnego roztworu substancji X, aby usunąć jony siarczanowe(IV). Strącony osad odsączono. W etapie 2. otrzymany przesącz dodano do probówki B z wodnym roztworem manganianu(VII) potasu silnie zakwaszonym kwasem siarkowym(VI).
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. W etapie 1. doświadczenia jako odczynnika X użyto
Napisz, jaką właściwość jonów azotanowych(III) wykorzystano podczas przeprowadzania opisanej próby analitycznej z użyciem roztworu manganianu(VII) potasu.
Uzupełnij tabelę. Wpisz, jak wyglądała zawartość probówki B przed rozpoczęciem reakcji i po jej zakończeniu w etapie 2. doświadczenia.
| Wygląd zawartości probówki B | |
|---|---|
| przed reakcją | po reakcji |
Wyjaśnij, dlaczego było konieczne usunięcie jonów siarczanowych(IV) w etapie 1. opisanego doświadczenia.
C
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
(Jony azotanowe(III) mają właściwości) redukujące.
rozwiązań zadań
1 pkt – napisanie poprawnej właściwości jonów azotanowych(III). 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Wygląd zawartości probówki B przed reakcją po reakcji bezbarwny roztwór fioletowy (roztwór) ALBO bladoróżowy roztwór
1 pkt – poprawny opis wyglądu zawartości probówki B w etapie 2. doświadczenia. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Uzupełnij zapis tak, aby powstało równanie pierwszego etapu dysocjacji zasadowej N-metylopiperazyny. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych. H N N CH3 + H2O ⇄
Oblicz pH wodnego roztworu N-metylopiperazyny o stężeniu molowym równym 𝟎, 𝟐𝟎 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦−𝟑 w temperaturze 𝟐𝟓 °𝐂. W obliczeniach pomiń drugi etap dysocjacji.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzące do poprawnej wartości pH. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do uzyskania błędnej wartości pH ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i napisanie poprawnej wartości pOH. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 pKb1 = 4,86 ⇒ 𝐾b1 = 1,38 ⋅ 10–5 𝑥2 𝐾𝑏1 = ⇒ 𝑥= 𝑐OH– = 1,66 ∙10–3 (mol ∙dm–3) 𝑐0 pOH = – log 1,66 ∙10–3 = 2,78 ⇒ pH = 14 – 2,78 = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 Sposób 2. pKb1 = 4,86 ⇒ 𝐾b1 = 1,38 ⋅ 10–5 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 [kation amoniowy] ∙[OH–] 𝑥2 𝐾𝑏1 = ⇒ 𝐾b1 = ⇒ 𝑥= [OH–] = 1,67 ∙10–3 [amina] 0,2– 𝑥 pOH = – log 1,67 ∙10–3 = 2,78 ⇒ pH = 14 – 2,78 = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 Sposób 3. 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 𝐾b1 = 1,38 ⋅ 10–5 𝐾𝑏1 𝛼= √ ⇒ 𝛼= 0,0083 ⇒ 𝑐OH– = 𝛼∙𝑐0 = 1,66 ∙10–3 (mol ∙dm–3) 𝑐0 pOH = – log 1,66 ∙10–3 = 2,78 ⇒ pH = 14 – 2,78 = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 Sposób 4. pKb1 = 4,86 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 1 1 pH = pKw – pKb1+ logc0 ⇒ pH = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 2 2 Uwaga 1.: Sprawdzenie stosowalności wzoru uproszczonego nie jest wymagane. Uwaga 2.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.
1 pkt – poprawne wyjaśnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Usunięcie jonów siarczanowych(IV) w etapie 1. doświadczenia było konieczne, ponieważ dodanie do KMnO4 przesączu (w etapie 2. doświadczenia) nie pozwoliłoby na wykrycie w opisanych warunkach jonów azotanowych(III), bo jony siarczanowe(IV) wykazują również właściwości redukujące. • Nieusunięcie jonów siarczanowych(IV) w etapie 1. doświadczenia powodowałoby ich reakcję z KMnO4 po dodaniu przesączu i nie pozwoliłoby na wykrycie w opisanych warunkach jonów azotanowych(III). • Obecność jonów siarczanowych(IV) w przesączu prowadziłoby do ich utleniania przez KMnO4 i nie pozwoliłoby na wykrycie jonów azotanowych(III), które też ulegają utlenianiu w reakcji z KMnO4. Uwaga: Do uzyskania pozytywnej oceny wyjaśnienie musi zawierać 3 elementy: • odniesienie do obecności w roztworze jonów siarczanowych(IV) • odniesienie do właściwości jonów siarczanowych(IV) • informację o braku możliwości wykrycia jonów azotanowych(III).