Matura Maj 2024, Poziom Rozszerzony (Arkusze CKE), Formuła od 2015 - Zadanie 1. (6 pkt)

Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:

  • elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach
  • w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej ?.

Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą – przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.

Zadanie 1.1. (0–2)

Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X oraz – dla każdego z nich – najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.

Symbol pierwiastka Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X
Zadanie 1.2. (0–1)

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał graficzny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej kationu X3+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij numery powłok i symbole podpowłok.

Zadanie 1.3. (0–3)

Uzupełnij tabelę i napisz równania reakcji:

  • w formie cząsteczkowej – tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia z wodą (reakcja 1.)
  • w formie jonowej – tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia z wodorotlenkiem potasu (reakcja 2.).

Użyj symboli A i X.

Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia

Równanie reakcji 1.:


Równanie reakcji 2.:

Rozwiązanie:
Zadanie 1.1. (0–2)
I. Wykorzystanie i tworzenie informacji. II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. 2. Struktura atomu – jądro i elektrony. Zdający: 1) określa liczbę cząstek elementarnych w atomie […]; 2) stosuje zasady rozmieszczania elektronów na orbitalach w atomach pierwiastków wieloelektronowych; 4) określa przynależność pierwiastków do bloków konfiguracyjnych: s, p i d układu okresowego […]. 6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający: 4) przewiduje typowe stopnie utlenienia pierwiastków na podstawie konfiguracji elektronowej ich atomów.

Zasady oceniania
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli – podanie w odpowiedniej kolejności symboli pierwiastków X i A oraz dla każdego z nich: najwyższego stopnia utlenienia w związkach chemicznych i liczby elektronów niesparowanych w atomie.
1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli – podanie symbolu pierwiastka, najwyższego stopnia utlenienia w związkach chemicznych i liczby elektronów niesparowanych w atomie
ALBO
– poprawne uzupełnienie dwóch kolumn tabeli – podanie symboli pierwiastków i najwyższych stopni utlenienia w związkach chemicznych albo symboli pierwiastków i liczby elektronów niesparowanych w ich atomach.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Symbol pierwiastka Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A P LUB fosfor V ALBO 5 3
Pierwiastek X Cr LUB chrom VI ALBO 6 6
Zadanie 1.2. (0–1)
I. Wykorzystanie i tworzenie informacji. II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. 2. Struktura atomu – jądro i elektrony. Zdający: 2) stosuje zasady rozmieszczania elektronów na orbitalach w atomach pierwiastków wieloelektronowych; 3) zapisuje konfiguracje elektronowe atomów pierwiastków do Z=36 i jonów o podanym ładunku, uwzględniając rozmieszczenie elektronów na podpowłokach (zapisy konfiguracji: […] schematy klatkowe).

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu konfiguracji elektronowej kationu chromu Cr3+ w stanie podstawowym z uwzględnieniem numeru powłoki i symboli podpowłok.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Uwaga: Elektrony niesparowane muszą mieć zgodny spin.

Zadanie 1.3. (0–3)
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. 6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający: 2) oblicza stopnie utlenienia pierwiastków w […] cząsteczce związku nieorganicznego […]; 4) przewiduje typowe stopnie utlenienia pierwiastków na podstawie konfiguracji elektronowej ich atomów. 8. Niemetale. Zdający: 8) opisuje typowe właściwości chemiczne tlenków o liczbach atomowych od 1 do 20 oraz 24 […], w tym zachowanie wobec wody […] i zasad […]; zapisuje odpowiednie równania reakcji.

Zasady oceniania
3 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie we właściwej formie dwóch równań reakcji.
2 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie we właściwej formie jednego równania reakcji
ALBO
– brak uzupełnienia tabeli lub błędne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie dwóch równań reakcji.
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i błędne zapisanie dwóch równań reakcji
ALBO
– błędne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie jednego równania reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia
AH3 LUB H3A
ALBO
PH3 LUB H3P
A4O10 ALBO P4O10 XO3 ALBO CrO3

Równanie reakcji 1.: P4O10 + 6H2O → 4H3PO4
ALBO
A4O10 + 6H2O → 4H3AO4
Równanie reakcji 2.: CrO3 + 2OH → CrO42–– + H2O
ALBO
XO3 + 2OH → XO42– + H2O
ALBO
CrO3 + 2K+ + 2OH → CrO42– + 2K+ + H2O
ALBO
XO3 + 2K+ + 2OH →XO42– + 2K+ + H2O

Uwaga: W tabeli wzór tlenku pierwiastka A musi być zapisany w postaci A4O10 lub P4O10.
W równaniu reakcji tego tlenku z wodą dopuszcza się zapis wzoru tlenku w postaci A2O5 albo P2O5.

guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments