Matura Październik 2015, Poziom Rozszerzony (Informatory CKE), Formuła od 2015 - Zadanie 94.

Żółty roztwór chromianu(VI) potasu po zakwaszeniu zmienia barwę na pomarańczową wskutek tworzenia się jonów dichromianowych(VI) Cr2O2−7. Po wprowadzeniu jonów H3O+  powstają w pierwszej chwili jony HCrO4, ulegające następnie kondensacji z utworzeniem jonów dichromianowych(VI).

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 893.

Przeprowadzono dwa doświadczenia.
Doświadczenie 1.
Do probówki z wodnym roztworem chromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór kwasu siarkowego(VI) aż do zmiany zabarwienia roztworu na pomarańczową (etap I, w wyniku którego otrzymano substancję X). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór wodorotlenku potasu, aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II).

Doświadczenie 2.
Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodawano wodny roztwór wodorotlenku potasu aż do zmiany zabarwienia roztworu na żółtą (etap I, w wyniku którego otrzymano substancję Z). Następnie do tej samej probówki dodawano wodny roztwór kwasu siarkowego(VI), aż do uzyskania pierwotnej barwy roztworu (etap II). Doświadczenia zilustrowano schematami.

a) Napisz, w odpowiedniej kolejności, w formie jonowej skróconej równania dwóch reakcji zachodzących podczas I etapu doświadczenia 1., w których wyniku powstał roztwór substancji X
b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas I i II etapu doświadczenia 2.
c) Sformułuj wniosek dotyczący trwałości chromianów(VI) i dichromianów(VI) w zależności od środowiska reakcji.

Rozwiązanie:

Poprawne odpowiedzi
a) 2CrO2−4  + 2H3O+  ⇄ 2HCrO4 + 2H2O lub CrO2−4  + H+ ⇄ HCrO4
2HCrO4 ⇄ Cr2O2−7 + H2O
b) Etap I: Cr2O2−7   + 2OH ⇄ 2CrO2−4 + H2O
Etap II: 2CrO2−4 + 2H3O+  ⇄ Cr2O2−7   + 3H2O lub 2CrO2−4 + H+ ⇄ Cr2O2−7   + OH
lub 2CrO2−4 + 2H3O+  ⇄ 2HCrO4 + 2H2O
lub CrO2−4 + H+ ⇄ HCrO4       i       2HCrO4 ⇄ Cr2O2−7   + H2O
c) Chromiany(VI) są trwałe w środowisku zasadowym, a dichromiany(VI) w środowisku kwasowym.
lub
Chromiany(VI) są trwałe w środowisku zasadowym, a nietrwałe w środowisku kwasowym.
Dichromiany(VI) są trwałe w środowisku kwasowym, a nietrwałe w środowisku zasadowym.

Wskazówki do rozwiązania zadania

a)
Do rozwiązania tego zadania konieczna jest wnikliwa analiza tekstu zawartego w informacji do zadań. Można z niej wywnioskować, w jaki sposób przebiega opisany proces. Podane są wzory wszystkich jonów, które uczestniczą w reakcjach. Zapisz je po odpowiednich stronach równań, a następnie dokonaj bilansu masy i ładunku oraz dobierz współczynniki stechiometryczne.

b)
Do rozwiązania tego zadania konieczna jest wnikliwa analiza tekstu zawartego w informacji do zadań. Można z niej wywnioskować, jak przebiega I etap i II etap doświadczenia. Podane są wzory reagentów uczestniczących w reakcji zachodzącej podczas I etapu doświadczenia. Zapisz je po odpowiednich stronach równań, a następnie dokonaj bilansu masy i ładunku oraz dobierz współczynniki stechiometryczne. Na podstawie analizy materiału źródłowego możesz przewidzieć, że solą, której roztwór znajduje się w probówce na początku II etapu doświadczenia, jest chromian(VI) potasu, a więc zajdzie reakcja opisana w I etapie doświadczenia 1.

c)
W rozwiązaniu tego zadania należy dokonać uogólnienia wynikającego z analizy równań procesów chemicznych zachodzących podczas doświadczenia 1. i 2. Będzie to również uogólnienie sformułowane na podstawie wyników doświadczenia przedstawionych w materiale źródłowym. Zauważ, że jony Cr2O2−7 reagują z jonami OH i powstają jony CrO2−4 – w środowisku zasadowym równowaga reakcji przesunięta jest w kierunku tworzenia jonów CrO2−4 , a w środowisku kwasowym – w kierunku tworzenia jonów Cr2O−27.

Wymagania ogólne I. Wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń korzysta z chemicznych tekstów źródłowych […];
Wymagania szczegółowe 8. Niemetale. Uczeń: 12) opisuje typowe właściwości chemiczne kwasów […]; ilustruje je równaniami reakcji; 5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych; Uczeń: 11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać różnymi metodami […] sole; III etap edukacyjny 7. Sole. Uczeń: 4) pisze równania reakcji otrzymywania soli […];
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments