Matura Grudzień 2024, Poziom Rozszerzony (Próbne arkusze CKE), Formuła od 2023 - Zadanie 17. (1 pkt)

Roztwarzanie tlenków wanadu (VO, V2O3, VO2, V2O5) w kwasach nie zawsze prowadzi do powstania prostych kationów wanadu, takich jak V2+ lub V3+, gdyż ten pierwiastek na wyższych stopniach utlenienia tworzy jony oksowanadowe, takie jak VO2+ lub VO2+.
Po zmieszaniu roztworu zawierającego kationy VO2+ z roztworem zawierającym kationy V2+ w środowisku kwasowym zachodzi reakcja, którą można opisać równaniem:

VO2+ (aq) + V2+ (aq) + 2H3O+ (aq) → VO2+ (aq) + V3+ (aq) + 3H2O (c)

Na podstawie: C. Blanc, A. Rufer, Paths to Sustainable Energy, Lozanna 2010.

W poniższej tabeli podano równania dwóch reakcji:

I VO2+ (aq) + 2H3O+ (aq) + e ⇄ VO2+ (aq) + 3H2O (c)
II V3+ (aq) + e ⇄ V2+ (aq)

Rozstrzygnij, która reakcja – I czy II – charakteryzuje się wyższą wartością standardowego potencjału redukcji. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie: ……………………………………………………………..
Uzasadnienie:



Rozwiązanie:
Zadanie 17. (0–1)
I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Zdający: 1) […] przetwarza informacje z różnorodnych źródeł. II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych […]. VIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający: 6) przewiduje kierunek przebiegu reakcji utleniania-redukcji na podstawie wartości potencjałów standardowych półogniw; pisze odpowiednie równana reakcji. IX. Elektrochemia. Ogniwa. Zdający: 1) stosuje pojęcia: półogniwo, anoda, katoda, ogniwo galwaniczne, klucz elektrolityczny, potencjał standardowy półogniwa […] SEM; 2) pisze oraz rysuje schemat ogniwa odwracalnego i nieodwracalnego; 3) pisze równania reakcji zachodzące na elektrodach […] ogniwa galwanicznego […]; projektuje ogniwo, w którym zachodzi dana reakcja chemiczna; pisze schemat tego ogniwa.

Zasady oceniania
1 pkt –poprawne rozstrzygnięcie i napisanie poprawnego uzasadnienia.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
Rozstrzygnięcie: (reakcja) I.
Uzasadnienie: Jony VO2+ są w stanie utlenić jony V2+ (pełnią funkcję utleniacza), a więc potencjał standardowy pary redoks VO2+ / VO2+ musi być wyższy od potencjału standardowego sprzężonej pary redoks V3+/ V2+.

guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments