Zadania maturalne z chemii

Zasady oceniania
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli – podanie symboli chemicznych oraz dla każdego z pierwiastków symbolu bloku konfiguracyjnego i maksymalnego stopnia utlenienia.
1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli – podanie symbolu chemicznego, symbolu bloku konfiguracyjnego i maksymalnego stopnia utlenienia
ALBO
– poprawne uzupełnienie dwóch kolumn tabeli – podanie symboli chemicznych i symboli bloków konfiguracyjnych albo symboli chemicznych i maksymalnych stopni utlenienia.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Uwaga: Jeśli zdający w odniesieniu do pierwiastka Q zapisze „N₂” w kolumnie Symbol chemiczny, to za uzupełnienie tego wiersza nie otrzymuje punktu.

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie w formie klatkowej (graficznej) fragmentu konfiguracji elektronowej atomu chromu w stanie podstawowym, opisującego rozmieszczenie elektronów, które mogą brać udział w tworzeniu wiązań, na podpowłokach z uwzględnieniem numerów powłok i symboli podpowłok.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Uwaga: Elektrony niesparowane muszą mieć zgodny spin.

Zasady oceniania
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
– 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
Rozstrzygnięcie: (W probówce) I
Obserwacje: Zmiana zabarwienia roztworu na pomarańczową. (W drugiej probówce nie zaobserwowano zmian).
Przykładowe wnioski:
Jony AO₄²⁻ albo jony CrO₄²⁻ są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym, a nietrwałe w roztworze o odczynie kwasowym.
ALBO
Jony AO₄²⁻ albo jony CrO₄²⁻ są trwałe tylko w roztworze o odczynie zasadowym.
ALBO
Jony AO₄²⁻ albo jony CrO₄²⁻ są nietrwałe tylko w roztworze o odczynie kwasowym.
ALBO
2AO₄^2– + 2H + → A2O₇^2– + H₂O     ALBO     2CrO₄²⁻ + 2H⁺ → Cr₂O₇^2– + H₂O
Jony AO₄²⁻ są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym.
ALBO
2AO₄^2– + 2H₃O⁺ → A₂O₇^2– + 3H₂O     ALBO     2CrO₄²⁻ + 2H₃O + → Cr₂O₇^2– + 3H₂O
Jony AO₄²⁻ są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym.

Uwaga: Odpowiedź, w której zdający w obserwacjach napisze tylko „zmiana barwy roztworu”, jest niewystarczająca.

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli odnoszące się do cząsteczki N₂.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Zasady oceniania
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań.
1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego zdania.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

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).

Zasady oceniania
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
– 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
– 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: 𝑚_Ca : 𝑚_C : 𝑚_N = 50 : 15 : 35
Stosunek molowy: 𝑛_Ca : 𝑛_C : 𝑛_N = = 1,25 : 1,25 : 2,5 = 1 : 1 : 2
Wzór sumaryczny związku X: CaCN₂
Wzór elektronowy anionu:

Sposób 2.
Ca_xC_yN_z

          x = y
          z = 2y
Wzór sumaryczny związku X: Ca_xC_yN_z       ⇒       𝑥 ∶ 𝑦 ∶ 𝑧 = 1 ∶ 1 ∶ 2 CaCN₂
Wzór elektronowy anionu:

Uwaga: Geometria jonu nie podlega ocenie

Zasady oceniania
1 pkt – napisanie poprawnych nazw dwóch typów kryształów dla substancji A i B.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
Substancja A: molekularne
Substancja B: kowalencyjne

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne obliczenie łącznego stężenia molowego substancji B i substancji C w 𝟐𝟓𝟓 minucie doświadczenia oraz podanie wyniku z poprawną jednostką.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązanie
Zmiana stężenia molowego substancji A od początku doświadczenia do 255 minuty:
0,1 (mol ∙ dm⁻³) − 0,04 (mol ∙ dm⁻³) = 0,06 (mol ∙ dm⁻³)
Ponieważ z jednego mola substancji A powstają 2 mol substancji B i C, przyrost łącznego stężenia substancji B i C jest równy: 2 ∙ 0,06 (mol ∙ dm⁻³) = 𝟎, 𝟏𝟐 𝐦𝐨𝐥 ∙ 𝐝𝐦^−𝟑.

Zasady oceniania
3 pkt – poprawne wykonanie trzech czynności spośród wymienionych:

• napisanie we właściwej formie równania reakcji redukcji
• napisanie we właściwej formie równania reakcji utleniania
• uzupełnienie wzorów reagentów i współczynników stechiometrycznych w schemacie reakcji.

2 pkt – poprawne wykonanie dwóch dowolnych czynności spośród wymaganych do uzyskania 3 pkt.
1 pkt – poprawne wykonanie jednej dowolnej czynności spośród wymaganych do uzyskania 3 pkt.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania
Równanie reakcji redukcji: MnO₄²⁻ + 2H₂O + 2e⁻ → MnO₂ + 4OH⁻
Równanie reakcji utleniania: SO₃²⁻ + 2OH^– → SO₄²⁻ + H₂O + 2e⁻
ALBO
SO₃²⁻ + 3H₂O → SO₄²⁻ + 2H₃O⁺ + 2e⁻     ALBO     SO₃²⁻ + H₂O → SO₄²⁻ + 2H⁺ + 2e⁻

(1)K₂MnO₄ + (1)K₂SO₃ + (1)H₂O → (1)MnO₂ + (1)K₂SO₄ + 2KOH

Uwaga: Jeżeli w równaniu reakcji redukcji zdający nie uwzględni warunku zadania – środowiska obojętnego – to nie przyznaje się punktu.

Zasady oceniania
1 pkt – odpowiedź poprawna.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
C

Zasady oceniania
1 pkt – napisanie poprawnej właściwości jonów azotanowych(III).
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
(Jony azotanowe(III) mają właściwości) redukujące.

Zasady oceniania
1 pkt – poprawny opis wyglądu zawartości probówki B w etapie 2. doświadczenia.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Zasady oceniania
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).

Zasady oceniania
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie poprawnego wzoru hydratu oraz napisanie poprawnego rozstrzygnięcia i poprawnego uzasadnienia popartego obliczeniami.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, ale błędne napisanie wzoru albo brak wzoru hydratu oraz napisanie poprawnego rozstrzygnięcia i poprawnego uzasadnienia popartego obliczeniami
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie poprawnego wzoru hydratu, ale napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie błędnego wzoru albo brak wzoru hydratu oraz napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, popełnienie błędów rachunkowych prowadzące do błędnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie wzoru hydratu oraz napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.

Przykładowe rozwiązania
Sposób 1.
= 0,626    ⇒ 𝑥 = 7             Wzór soli: CoSO₄ ∙ 7H₂O
M_CoSO4 ∙ 7H₂O = 281 g ∙ mol⁻¹
100 g H₂O − 67 g CoSO₄ ∙ 7H₂O
400 g − 𝑦 g           ⇒         𝑦 = 268,0 g
Sposób 2.
= 0,626    ⇒ 𝑥 = 7             Wzór soli: CoSO₄ ∙ 7H₂O
M_CoSO4 ∙ 7H₂O = 281 g ∙ mol⁻¹
100 g H₂O − 67,0 g CoSO₄ ∙ 7H₂O
z g − 281 g       ⇒       𝑧 = 419,4 g
Rozstrzygnięcie: Nie (można rozpuścić)
Uzasadnienie:
W 400 g wody można rozpuścić 268,0 g hydratu, a jego masa molowa to 281 g.
ALBO
Do rozpuszczenia jednego mola hydratu potrzeba 419,4 g wody.
ALBO
400 g ˂ 419,4 g     albo     268,0 g ˂ 281 g

Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.