Do probówek oznaczonych numerami 1.–4. wprowadzono wodne roztwory czterech substancji chemicznych: wodorotlenku baru, manganianu(VII) potasu, fenolanu sodu i chlorku żelaza(III). Stężenie molowe każdego roztworu wynosiło 0,10 mol ⋅ dm-3.
Wpisz do schematu wzory odpowiednich drobin, tak aby powstało równanie procesu decydującego o odczynie roztworu fenolanu sodu. Zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda.
| Zadanie 11. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu procesu decydującego o odczynie roztworu.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Do probówek oznaczonych numerami 1.–4. wprowadzono wodne roztwory czterech substancji chemicznych: wodorotlenku baru, manganianu(VII) potasu, fenolanu sodu i chlorku żelaza(III). Stężenie molowe każdego roztworu wynosiło 0,10 mol ⋅ dm-3.
Uporządkuj roztwory znajdujące się w probówkach według wzrastającego pH. Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz w wolne pola wzory substancji znajdujących się w roztworach.
| Zadanie 12. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne porównanie pH roztworów i napisanie wzorów trzech substancji w poprawnej kolejności.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Do probówek oznaczonych numerami 1.–4. wprowadzono wodne roztwory czterech substancji chemicznych: wodorotlenku baru, manganianu(VII) potasu, fenolanu sodu i chlorku żelaza(III). Stężenie molowe każdego roztworu wynosiło 0,10 mol ⋅ dm-3.
Roztwory z probówek 1.–4. posłużyły do przeprowadzenia doświadczenia. Do jednej z probówek wprowadzono tlenek węgla(IV), a do pozostałych dodano pojedynczo odczynniki: NaOH (aq), Na2SO3 (aq) oraz HCl (aq). Każdego z roztworów użyto jeden raz. Po wymieszaniu zawartości probówek w każdej z nich zaobserwowano zmętnienie lub wytrącenie osadu.
W probówce 2., po zmieszaniu reagentów, zachodzi proces utleniania-redukcji. Utleniacz i reduktor reagują ze sobą w stosunku molowym 2 : 3, a trzecim substratem reakcji jest woda.
| Zadanie 13.1. (0–1) |
Ustal, do której probówki został wprowadzony tlenek węgla(IV), a do których – wodne roztwory: NaOH oraz HCl. Uzupełnij poniższe schematy.
| Zadanie 13.2. (0–1) |
Wpisz do tabeli wzory substancji, których powstanie w probówkach 1., 3. oraz 4. odpowiadało za opisany objaw reakcji.
| Probówka | 1. | 3. | 4. |
| Wzór substancji |
| Zadanie 13.3. (0–1) |
Napisz w formie jonowej skróconej równanie tej reakcji.
| Zadanie 13.1. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawny wybór substancji i poprawne uzupełnienie schematów wzorami substancji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Uwaga: Dopuszcza się wpisanie poprawnych nazw zamiast wzorów związków chemicznych. Określenie stanu skupienia wprowadzanych odczynników nie jest wymagane.
| Zadanie 13.2. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawny wybór substancji, które spowodowały opisane objawy reakcji we wskazanych probówkach i poprawne napisanie wzorów trzech substancji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązanie
| Probówka | 1. | 3. | 4. |
| Wzór substancji | BaCO3 | C6H5OH | Fe(OH)3 LUB FeO(OH) LUB Fe2O3 ∙ nH2O LUB Fe2O3(H2O)n |
| Zadanie 13.3. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji zachodzącej w probówce 2.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
2MnO–4 + 3SO2–3 + H2O → 2MnO2 + 3SO2–4 + 2OH–
Poniżej podano wartości stałych dysocjacji (𝑇 = 25 °C, 𝑝 = 1000 hPa) trzech substancji, które wykazują kwasowy charakter chemiczny w roztworach wodnych:
| Substancja (H2X) | 𝐾𝑎1 | 𝐾𝑎2 |
| benzeno-1,2-diol, C6H4(OH)2 | 4,57 ∙ 10−10 | 2,51 ∙ 10−13 |
| kwas butanodiowy, HOOC–(CH2)2–COOH | 6,16 ∙ 10−5 | 2,29 ∙ 10−6 |
| tlenek siarki(IV), SO2 (aq, nas.), [H2SO3] | 1,41 ∙ 10−2 | 6,31 ∙ 10−8 |
Próbkę wodnego roztworu każdej z substancji (analitu) o objętości 10,0 cm3 i stężeniu molowym 0,020 mol ⋅ dm-3, umieszczano w kolbie i miareczkowano roztworem titranta: NaOH (aq) o stężeniu molowym 0,020 mol ⋅ dm-3. Krzywe miareczkowania oznaczone literami A, B i C przedstawiono na wykresie.
Punkt równoważnikowy (PR) to punkt na krzywej miareczkowania odpowiadający takiej ilości titranta, która jest równoważna stechiometrycznej ilości analitu. W pobliżu PR podczas miareczkowania zachodzą wyraźne zmiany wartości pH, zwane skokiem miareczkowania.
Oceń, prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Krzywa C obrazuje zmiany pH podczas miareczkowania najmocniejszego kwasu, a krzywa A – zmiany pH podczas miareczkowania kwasu pośredniej mocy spośród wymienionych. | P | F |
| 2. | W przebiegu krzywej B jest widoczny jeden skok miareczkowania, a pH w punkcie równoważnikowym miareczkowania okazuje się większe od 7. | P | F |
| Zadanie 14. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne wskazanie dwóch odpowiedzi.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
| 1. | Krzywa C obrazuje zmiany pH podczas miareczkowania najmocniejszego kwasu, a krzywa A – zmiany pH podczas miareczkowania kwasu pośredniej mocy spośród wymienionych. | F | |
| 2. | W przebiegu krzywej B jest widoczny jeden skok miareczkowania, a pH w punkcie równoważnikowym miareczkowania okazuje się większe od 7. | P |
Poniżej podano wartości stałych dysocjacji (𝑇 = 25 °C, 𝑝 = 1000 hPa) trzech substancji, które wykazują kwasowy charakter chemiczny w roztworach wodnych:
| Substancja (H2X) | 𝐾𝑎1 | 𝐾𝑎2 |
| benzeno-1,2-diol, C6H4(OH)2 | 4,57 ∙ 10−10 | 2,51 ∙ 10−13 |
| kwas butanodiowy, HOOC–(CH2)2–COOH | 6,16 ∙ 10−5 | 2,29 ∙ 10−6 |
| tlenek siarki(IV), SO2 (aq, nas.), [H2SO3] | 1,41 ∙ 10−2 | 6,31 ∙ 10−8 |
Próbkę wodnego roztworu każdej z substancji (analitu) o objętości 10,0 cm3 i stężeniu molowym 0,020 mol ⋅ dm-3, umieszczano w kolbie i miareczkowano roztworem titranta: NaOH (aq) o stężeniu molowym 0,020 mol ⋅ dm-3. Krzywe miareczkowania oznaczone literami A, B i C przedstawiono na wykresie.
Punkt równoważnikowy (PR) to punkt na krzywej miareczkowania odpowiadający takiej ilości titranta, która jest równoważna stechiometrycznej ilości analitu. W pobliżu PR podczas miareczkowania zachodzą wyraźne zmiany wartości pH, zwane skokiem miareczkowania.
W wodnych roztworach kwasów diprotonowych (H2X) oraz podczas miareczkowania ich roztworów za pomocą NaOH (aq) zachodzi wiele procesów, np.:
| Proces | Równanie |
| I | H2X + H2O ⇄ HX– + H3O+ |
| II | HX– + H2O ⇄ X2– + H3O+ |
| II | HX– + H2O ⇄ H2X + OH– |
| IV | X2– + H2O ⇄ HX– + OH– |
Na podstawie krzywej miareczkowania oznaczonej literą C wskaż, który z procesów I–IV decyduje o pH roztworu obecnego w kolbie, w różnych momentach miareczkowania. Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz numer procesu lub numery procesów.
| Proces decydujący o pH układu: | |
| przed wprowadzeniem NaOH | |
| w chwili wprowadzenia 10 cm3 roztworu NaOH | |
| w chwili wprowadzenia 20 cm3 roztworu NaOH |
| Zadanie 15. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
| Proces decydujący o pH układu: | |
| przed wprowadzeniem NaOH | I |
| w chwili wprowadzenia 10 cm3 roztworu NaOH | II |
| w chwili wprowadzenia 20 cm3 roztworu NaOH | IV |
Uwaga: Dopuszcza się wpisanie w pierwszym wierszu tabeli numerów I i II.
W celu określenia zawartości tlenku kobaltu(II) w mieszaninie zawierającej tylko CoO i Co3O4 próbkę tej mieszaniny o masie 100 g poddano prażeniu. Podczas tego procesu zaszły reakcje chemiczne:
W wyniku zachodzących reakcji otrzymano 75,0 g metalicznego kobaltu.
Oblicz w procentach masowych zawartość tlenku kobaltu(II) w wyjściowej mieszaninie. Przyjmij, że obie reakcje przebiegły z wydajnością równą 100 %.
| Obliczenia: |
| Zadanie 16. (0–2) |
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody rozwiązania prowadzącej do obliczenia zawartości CoO w mieszaninie, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w procentach.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia zawartości CoO, ale:
ALBO
– poprawne obliczenie tylko masy albo tylko liczby moli CoO w mieszaninie.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązania
Sposób 1.
x1 + x2 = 100 g
y1 + y2 = 75 g ⇒ y1 = 
= 0,787x1; y2= 
= 0,734x2
x1+ x2 = 100
0,787x1 + 0,734x2 = 75 ⇒ 𝑚CoO = 30,2 g; 𝑚Co3O4 = 69,8 g
% CoO = 30,2 (%);
Sposób 2.
75x + 241y = 100 ⇒ 
= x + 
59x + 177y = 75 ⇒ 
= x + 
⇒ y = 0,291
𝑚Co3O4 = 0,291 ∙ 241 g = 70,1 g 𝑚CoO = 29,9 g;
% CoO = 29,9 (%)
Sposób 3.
𝑀CoO = 75 g ∙ mol–1 𝑀Co3O4 = 241 g ∙ mol–1
150 g CoO —— 118 g Co
x g CoO —— y g CoO
241 g Co3O4 —— 177 g Co
(100 – x) g Co3O4 —— (75 – y) g Co
x = 29,8 g y = 23,44 g ⇒ % CoO = 𝟐𝟗, 𝟖 (%)
Sposób 4.
= 1,271 mol Co
0 % CoO ⇒ 𝑛Co = 
∙ 3 = 1,245 mol 100 % CoO ⇒ 𝑛Co = 
= 1,333 mol
% 𝐂𝐨𝐎 ≅ 30 %
Sposób 5.
= 1,271 mol Co
⇒ 𝑦 = 0,291
𝑚𝐶𝑜3𝑂4 = 70,13 𝑔 𝑚𝐶𝑜𝑂 =29,87 𝑔 ⇒ % CoO = 29,9 (%)
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.
W 150 g wody o temperaturze 80 °C rozpuszczono 160 g bezwodnego tiosiarczanu sodu (Na2S2O3). Otrzymany roztwór ochłodzono do temperatury 20 °C.
Oblicz, ile gramów Na2S2O3 ∙ 5H2O wykrystalizuje po ochłodzeniu roztworu. W temperaturze 𝟐𝟎 °𝐂 rozpuszczalność hydratu wynosi 𝟏𝟕𝟔 𝐠 w 𝟏𝟎𝟎 𝐠 wody.
| Obliczenia: |
| Zadanie 17. (0–2) |
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody rozwiązania prowadzącej do obliczenia masy hydratu, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w gramach.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia masy hydratu, ale:
ALBO
1 pkt – obliczenie masy hydratu w roztworze w temperaturze 20 oC.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
MNa2S2O3 = 158 g ∙ mol–1 MNa2S2O3∙5H2O = 248 g ∙ mol–1.
mh1 = 
= 251,1 g
𝑚H2O(2) = 𝑚H2O(1) + 𝑚𝑠(1) − 𝑚h1 = 150 + 160 − 251,1 = 58,9 g
176 g h − 100 g H2O
mh2 − 58,9 g H2O; ⇒ mh2 = 103,7 g
Δmh = mh1 − mh2 = 251,1−103,7 = 𝟏𝟒𝟕,𝟒 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.
Rozpuszczalność soli X w wodzie wzrasta ze wzrostem temperatury, co pokazują dane zamieszczone w poniższej tabeli.
| Temperatura, °C | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Rozpuszczalność, g w 100 g wody | 5 | 12 | 26 | 47 | 71 | 96 |
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
| Zadanie 18.1. (0–1) |
Narysuj krzywą rozpuszczalności soli X w zakresie temperatury 𝟎 °𝐂– 𝟏𝟎𝟎 °𝐂 i odczytaj z niego wartość rozpuszczalności w temperaturze 𝟕𝟎 °𝐂. Rozpuszczalność soli X jest funkcją rosnącą w całym podanym zakresie temperatury.
Rozpuszczalność soli X w temperaturze 70 °C: …………………………… g w 100 g wody.
| Zadanie 18.2. (0–2) |
Oblicz, ile gramów soli X wykrystalizowało, gdy z 𝟑𝟎𝟎 g roztworu nasyconego w temperaturze 𝟖𝟎 °𝐂 odparowała woda o masie 𝟐𝟓 g. Wynik podaj w zaokrągleniu do jedności.
| Obliczenia: |
| Zadanie 18.1. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne narysowanie wykresu i odczytanie wartości rozpuszczalności soli.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Rozpuszczalność soli X w temperaturze 70 °C: 59 ± 1 g w 100 g wody
Uwaga: Wykres musi zawierać 6 punktów połączonych krzywą albo odcinkami (tworzy łamaną). Punkty na wykresie muszą być naniesione na przecięciu odpowiednich linii siatki. Odczytana wartość rozpuszczalności musi być adekwatna do poprawnie narysowanego wykresu.
| Zadanie 18.2. (0–2) |
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia masy soli, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w gramach w zaokrągleniu do jedności.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia masy soli, ale:
ALBO
1 pkt – poprawne obliczenie masy soli w roztworze końcowym.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
100 g wody –– 71 g soli –– 171 g roztworu
x g soli –– 300 g roztworu
x = 125 g soli
początkowa masa wody = 300 g – 125 g = 175 g
końcowa masa wody = 175 g – 25 g = 150 g
100 g wody –– 71 g soli
150 g wody –– y g soli
y = 107 g ⇒ masa soli, która wykrystalizowała = 125 g – 107 g = 18 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.
Bezbarwny wodny roztwór dwóch soli może zawierać znaczące ilości następujących jonów:
Br– S2– SO2–4 NH+4 Mg2+
W celu ustalenia składu badanego roztworu pobrano cztery jego próbki i wykonano doświadczenia zilustrowane na poniższym schemacie:
Wszystkie wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli.
| Probówka | Wyniki doświadczenia |
| 1. | Wydziela się gaz o charakterystycznym zapachu. |
| 2. | Brak zmian. |
| 3. | Wytrąca się biały osad. |
| 4. | Mieszanina w probówce zmieniła zabarwienie. |
Napisz wzory sumaryczne dwóch soli, z których przygotowano badany roztwór.
| Zadanie 19. (0–1) |
Zasady oceniania
1 pkt – poprawnie napisanie wzorów sumarycznych dwóch soli.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
NH4Br, (NH4)2SO4
Bezbarwny wodny roztwór dwóch soli może zawierać znaczące ilości następujących jonów:
Br– S2– SO2–4 NH+4 Mg2+
W celu ustalenia składu badanego roztworu pobrano cztery jego próbki i wykonano doświadczenia zilustrowane na poniższym schemacie:
Wszystkie wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli.
| Probówka | Wyniki doświadczenia |
| 1. | Wydziela się gaz o charakterystycznym zapachu. |
| 2. | Brak zmian. |
| 3. | Wytrąca się biały osad. |
| 4. | Mieszanina w probówce zmieniła zabarwienie. |
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas doświadczenia w probówkach 1. i 4.
Równanie reakcji zachodzącej w probówce 1.:
| Zadanie 20. (0–2) |
Zasady oceniania
2 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie dwóch równań reakcji.
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie jednego równania reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Równanie reakcji zachodzącej w probówce 1.: NH+4 + OH– → NH3 + H2O
Równanie reakcji zachodzącej w probówce 4.: Cl2 + 2Br– → 2Cl– + Br2
