PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII

Transkrypt

1 POUFNE do dnia... godz.... KOD ZDAJĄCEGO IMIĘ NAZWISKO WPISUJE PISZĄCY PO OTRZYMANIU PRACY - - WPISAĆ PO ROZKODOWANIU PRACY ARKUSZ II PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Czas pracy 120 minut Informacje 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu komisji. 2. Przy każdym zadaniu podana jest możliwa do uzyskania liczba punktów. 3. Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów. 4. Niektóre zadania poprzedzone są wprowadzeniem, z którym należy uważnie zapoznać się przed ich rozwiązaniem. 5. Odpowiedzi należy zapisać dokładnie i czytelnie, pokazując drogę ich uzyskania. Proszę rozwiązać zadania. W zadaniach rachunkowych należy przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. Należy użyć tylko niebieskiego lub czarnego długopisu albo pióra. Proszę nie używać korektora. 7. W przypadku podania błędnej odpowiedzi należy dany fragment pracy wyraźnie przekreślić. Wszelkie pomocnicze notatki należy wykonywać w brudnopisie, który nie podlega sprawdzaniu. 8. Podczas egzaminu można korzystać z kalkulatora Życzymy powodzenia! WPISAĆ PO OTRZYMANIU WYPEŁNIONEGO ARKUSZA KOD EGZAMINATORA IMIĘ NAZWISKO ROK 2001 CHEMIA Uzyskane punkty Nr zad. Punkty Suma

2 2 Próbny egzamin maturalny z chemii. Wprowadzenie do zadań 24 30, 33 i 34 Twardość wody. Mydła i detergenty (...) Przyjmuje się, że im większe jest stężenie rozpuszczonego w wodzie wapnia i magnezu, tym woda jest twardsza. Twardość wody związana z obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu nazywana jest twardością przemijającą (...) podczas ogrzewania węglany ulegają wytrąceniu. Proces ten usuwa wapń i magnez z roztworu. (...) Mniej powszechnym rodzajem twardości występującej w wodzie słodkiej, spowodowanej obecnością jonów siarczanowych, jest twardość trwała (twardość niewęglanowa) nie daje się jej w całości usunąć podczas gotowania wody. Rozpuszczalność siarczanu(vi) wapnia ulega obniżeniu wraz ze wzrostem temperatury i dlatego jego osadzanie się w przewodach przebiega wolniej. Obydwa rodzaje twardości sprzyjają tworzeniu się nierozpuszczalnych osadów (szumowin) w reakcji z mydłem. Mydło jest rozpuszczalną solą sodową lub potasową długołańcuchowego kwasu tłuszczowego, takiego jak kwas stearynowy. Sole wapnia i magnezu są nierozpuszczalne i nie mają właściwości usuwania brudu w przeciwieństwie do soli sodowych i potasowych. (...) Detergenty typu organicznego zawierają zazwyczaj grupy kwasu sulfonowego, które z wapniem i magnezem tworzą sole rozpuszczalne, dlatego nie występuje piana, a ich efektywność jako środków czystości w niewielkim stopniu ulega zmniejszeniu. Działanie czyszczące wywołane jest obecnością hydrofobowego ( nie lubiącego wody) organicznego końca cząsteczki, połączonego z cząsteczką brudu lub smaru, oraz hydrofilowej ( lubiącej wodę) części cząsteczki tworzącej wiązanie wodorowe z cząsteczkami wody. Źródło: Peter O Neill, Chemia środowiska, Warszawa Wrocław, 1997, s. 209 Zadanie 24 (1 pkt) Napisz w formie jonowej równanie reakcji wytrącania węglanu wapnia, która zachodzi podczas ogrzewania wody zawierającej wodorowęglan wapnia. Zadanie 25 (2 pkt.) Napisz w skróconej formie jonowej równanie reakcji, jaka zachodzi między jonami magnezu, znajdującymi się w twardej wodzie, po dodaniu do niej stearynianu sodu. Zadanie 26 (4 pkt.) Pod względem stopnia twardości wodę można podzielić na następujące kategorie: Skala twardości: Woda Łączna ilość milimoli jonów wapnia i magnezu w 1 dm 3 wody [mmol dm 3 ]: bardzo miękka miękka do 0,89 0,89 1,78 o średniej twardości 1,78 2,68 o znacznej twardości 2,68 3,57 twarda 3,57 5,35 bardzo twarda powyżej 5,35 Źródło: K. Lipkowska-Grabowska, E. Faron-Lewandowska, Analiza wody i ścieków, Warszawa, 1998, s. 58

3 Próbny egzamin maturalny z chemii. Etykieta jednej z wód mineralnych dostępnych w sklepach informuje, że zawiera ona 138,80 mg Ca 2+ i 182,40 mg Mg 2+ w 1 dm 3. Oceń twardość tej wody mineralnej według skali przedstawionej w powyższej tabeli. Wykonaj i zapisz odpowiednie obliczenia. 3 Zadanie 27 (2 pkt.) Wymień jedną wadę i jedną zaletę zastosowania w gospodarstwie domowym wody twardej.

4 4 Próbny egzamin maturalny z chemii. Wprowadzenie do zadań Poniższy uproszczony wzór strukturalny jest wzorem detergentu syntetycznego: A SO 3 Na + B Zadanie 28 (1 pkt.) Wskaż, która z części cząsteczki detergentu (zaznaczona w jego wzorze jako A lub B) jest hydrofilowa, a która hydrofobowa. Część hydrofilowa:... Część hydrofobowa:... Zadanie 29 (1 pkt) Detergent, którego wzór jest przedstawiony powyżej, to sodowa sól pewnego kwasu alkilobenzenosulfonowego. Napisz uproszczony strukturalny wzór tego kwasu. Zadanie 30 (2 pkt.) Wzór detergentu można przedstawić schematem: R SO 3 Na +

5 Próbny egzamin maturalny z chemii. Posługując się tym schematem napisz wzory wszystkich pozostałych izomerów, różniących się miejscem podstawienia benzenu podstawnikami R i SO 3 Na +. 5 Wprowadzenie do zadań 31 i 32 Tabela rozpuszczalności związków nieorganicznych w wodzie informuje: Wzór chemiczny CaSO 4 Nazwa siarczan wapnia N Rozpuszczalność, g/100 g H 2 O 0 C 20 C 40 C 60 C 80 C 100 C 2 0,22 0,26 0,23 a 0,16 a 0,11 a 0,07 a N liczba cząsteczek w krystalohydracie pozostającym w równowadze z roztworem nasyconym w danej temperaturze. Rozpuszczalność dotyczy wskazanego krystalohydratu (soli uwodnionej). Indeks a oznacza sól półwodną. Źródło: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997, s. 183 Zadanie 31 (2 pkt.) Wzory soli uwodnionych tworzy się przez podanie wzoru soli bezwodnej oraz liczby cząsteczek wody, np. wzór sześciowodnego chlorku kobaltu(ii) jest następujący: CoCl 2 6H 2 O. Napisz wzory uwodnionych siarczanów(vi) wapnia, których rozpuszczalność podaje tabela, w następujących zakresach temperatur: 1) 0 C - 20 C:... 2) 40 C C:...

6 6 Próbny egzamin maturalny z chemii. Zadanie 32 (6 pkt.) Wykonując odpowiednie obliczenia sprawdź, czy w temperaturze 80 C rozpuszczalność siarczanu(vi) wapnia w przeliczeniu na sól bezwodną jest większa, czy mniejsza niż w temperaturze 20 C Zadanie 33 (1 pkt) W roztworze wodnym siarczanu(vi) wapnia rozpuszczono mydło toaletowe. Co zaobserwujesz w czasie tego doświadczenia? Opisz krótko przewidywane obserwacje.

7 Próbny egzamin maturalny z chemii. Zadanie 34 (2 pkt.) Wodny roztwór siarczanu(vi) wapnia zagotowano. Czy wpłynie to na zmianę zachowania w nim mydła w porównaniu z roztworem zimnym, o którym mówi zdanie nr 33? Odpowiedź krótko uzasadnij. 7 Zadanie 35 (3 pkt.) Do probówki zawierającej suchy węglan wapnia wkroplono stężony kwas solny. a) Opisz przewidywane obserwacje towarzyszące temu doświadczeniu. b) Napisz równania zachodzącej reakcji w formie cząsteczkowej i skróconej jonowej. a) Opis obserwacji:... b) Równanie reakcji w formie cząsteczkowej: Równanie reakcji w formie skróconej jonowej: Zadanie 36 (4 pkt.) W wodzie destylowanej rozpuszczono chlorek baru i chlorek cynku. Korzystając z tablicy rozpuszczalności zaproponuj odczynnik, za pomocą którego można z roztworu usunąć jony baru nie usuwając jonów cynku. Podaj wzór tego odczynnika i uzasadnij swój wybór. Napisz w formie jonowej pełnej i skróconej równanie zachodzącej reakcji. Wzór wybranego odczynnika:... Uzasadnienie: Pełne jonowe równanie reakcji: Skrócone jonowe równanie reakcji:...

8 8 Próbny egzamin maturalny z chemii. Zadanie 37 (2 pkt.) Roztwory wodne soli miedzi(ii) mają barwę niebieską. Jest to uwarunkowane obecnością uwodnionego jonu miedzi(ii). Roztworzono miedź w stężonym roztworze kwasu azotowego(v). Stwierdzono, że powstały roztwór jest bezbarwny. a) Wyjaśnij, dlaczego otrzymany roztwór jest bezbarwny, a nie niebieski. b) Co należałoby zmienić w opisanym eksperymencie, aby otrzymać roztwór o niebieskim zabarwieniu? Odpowiedź na pytanie a:... Odpowiedź na pytanie b:... Wprowadzenie do zadań 38 i 39 Glutamina to jeden z aminokwasów występujących w białkach. Jej wzór jest następujący: A O C CH 2 CH 2 CH COOH NH 2 B NH 2 Zadanie 38 (2 pkt.) Podaj nazwy zaznaczonych we wzorze glutaminy grup funkcyjnych: Grupa A:... Grupa B:...

9 Próbny egzamin maturalny z chemii. Zadanie 39 (2 pkt.) Czy glutamina podlega zjawisku izomerii optycznej? Odpowiedź krótko uzadanij. 9 Zadanie 40 (2 pkt.) Napisz wzory półstrukturalne aminokwasów, z których powstał dipeptyd o wzorze: H 2 N CH CO NH CH 2 COOH CH 3 Wprowadzenie do zadań 41 i 42 Aminokwasy występują w postaci jonów obojnaczych, będących produktami wewnątrzcząsteczkowej reakcji kwas zasada. Ogólny wzór takiego jonu (dla α- aminokwasów) jest następujący: R H 3 N + CH COO Zadanie 41 (1 pkt.) Napisz wzór jonu obojnaczego glicyny (kwasu aminooctowego: H 2 NCH 2 COOH).

10 10 Próbny egzamin maturalny z chemii. Zadanie 42 (2 pkt.) Dokończ następujące równania reakcji: a) R H 3 N + CH COO + H 3 O + b) R H 3 N + CH COO + OH Wprowadzenie do zadań Węglowodany syntetyzowane są przez rośliny zielone podczas złożonego procesu fotosyntezy, w którym światło słoneczne dostarcza energii do przekształcenia CO 2 w glukozę (...) Węglowodany, po spożyciu i procesach metabolicznych, są głównym źródłem energii potrzebnej organizmom żywym. Wynika stąd, że węglowodany są chemicznymi pośrednikami, za pomocą których energia słoneczna jest przechowywana i wykorzystywana w procesach życiowych. światło słoneczne 6CO 2 + 6H 2 O 6O 2 + C 6 H 12 O 6 glukoza Źródło: John McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000, s Zadanie 43 (1 pkt) Dokończ następujące zdanie, wpisując słowo endoergiczny lub egzoergiczny: Fotosynteza to proces... Zadanie 44 (2 pkt.) Czy fotosynteza jest procesem utleniania i redukcji? Jeżeli tak, wskaż utleniacz. Jeżeli nie, krótko uzasadnij swój sąd. Zadanie 45 (1 pkt.) Oddychanie to proces metaboliczny przeciwny do fotosyntezy. Napisz sumaryczne równanie procesu oddychania.

11 Próbny egzamin maturalny z chemii. Zadanie 46 (1 pkt) Dokończ następujące zdanie, wpisując słowo endoergiczny lub egzoergiczny: Oddychanie to proces Zadanie 47 (4 pkt.) Oblicz, w jakiej objętości powietrza (warunki normalne) znajduje się taka ilość dwutlenku węgla, z której może powstać 1 mol glukozy. Obliczoną objętość powietrza podaj w metrach sześciennych. Dwutlenek węgla stanowi ok. 0,035% objętości powietrza. Zadanie 48 (5 pkt.) Dysponujesz wodą destylowaną, glukozą i kolbą miarową o pojemności 500 cm 3. Opisz sposób przygotowania 500 cm 3 0,1-molowego roztworu glukozy. W opisie uwzględnij informację o ilościach poszczególnych substancji.

12 12 Próbny egzamin maturalny z chemii. Wprowadzenie do zadań Estry stanowią jedną z najbardziej rozpowszechnionych klas związków występujących w przyrodzie. Wiele z nich to ciecze o przyjemnym, kwiatowym lub owocowym zapachu. Na przykład ester (octan propylu) o wzorze CH 3 COOCH 2 CH 2 CH 3 ma zapach gruszek. Zadanie 49 (1 pkt) Napisz wzór strukturalny octanu propylu. Zadanie 50 (2 pkt.) Napisz równanie reakcji otrzymywania octanu propylu z odpowiedniego kwasu i alkoholu. Zadanie 51 (1 pkt) Napisz wzór jednego izomerycznego względem octanu propylu estru. Brudnopis (nie podlega sprawdzaniu)

13 Próbny egzamin maturalny z chemii. 13

14 14 Próbny egzamin maturalny z chemii. Tablice chemiczne Elektroujemność wg Paulinga 1H 2, Li 1,0 11Na 0,9 19K 0,8 37Rb 0,8 55Cs 0,7 87Fr 0,7 4Be 1,5 12Mg 1, Ca 1,0 38Sr 1,0 56Ba 0,9 88Ra 0,9 21Sc 1,3 39Y 1,2 57La 1,1 22Ti 1,5 40Zr 1,4 72Hf 1,3 23V 1,6 41Nb 1,6 73Ta 1,5 24Cr 1,6 42Mo 74W 1,7 25Mn 1,5 43Tc 1,9 75Re 1,9 26Fe 44Ru 2,2 76Os 2,2 27Co 45Rh 2,2 77Ir 2,2 28Ni 46Pd 2,2 78Pt 2,2 29Cu 1,9 47Ag 1,9 79Au 2,4 30Zn 1,6 48Cd 1,7 80Hg 1,9 5B 2,0 13Al 1,5 31Ga 1,6 49In 1,7 81Tl 6C 2,5 14Si 32Ge 50Sn 82Pb 7N 3,0 15P 2,1 33As 2,0 51Sb 1,9 83Bi 1,9 8O 3,5 16S 2,5 34Se 2,4 52Te 2,1 84Po 2,0 9F 4,0 17Cl 3,0 35Br 2,8 53I 2,5 85At 2,2 2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe 86Rn

15 Próbny egzamin maturalny z chemii. Stałe dysocjacji wybranych kwasów w roztworach wodnych Kwas Stała dysocjacji K a lub Ka 1 pka (-logka) HF 6, ,2 HCl HBr ,5 HI H 2 S 1, ,0 H 2 Se 1, ,7 H 2 Te 2, ,6 HClO 5, ,3 HClO ,0 HClO HNO ,3 HNO ,4 H 2 SO 3 1, H 3 BO 3 5, ,24 H 3 AsO ,2 H 3 AsO 4 5, ,25 H 3 PO 4 7, ,12 H 4 SiO 4 2, ,7 HCOOH ,74 CH 3 COOH ,76 Kwas szczawiowy 5, ,23 Kwas bursztynowy 6, ,16 Stałe dysocjacji wybranych zasad w roztworach wodnych Zasada K b pk b (-logk b ) NH 3 1, ,76 Metyloamina 5, ,3 Dimetyloamina 7, ,1 Trimetyloamina 7, ,1 Rozpuszczalność soli i wodorotlenków w wodzie Cl Br I CH 3 COO S 2 OH Li + R R R R R R R R R R R N R Na + R R R R R R R R R R R R R K + R R R R R R R R R R R R R + NH 4 R R R R R R R R R R R R Cu 2+ R R R R N N R N N N Ag + N N N R R N N T N N N Mg 2+ R R R R R N R N N R N N Ca 2+ R R R R R R N T N N T N T Sr 2+ R R R R R R N N N N T N T Ba 2+ R R R R R R N N N N N N R Zn 2+ R R R R R N N R N N N N N Al 3+ R R R R R R N N N Sn 2+ R R R N R N N Pb 2+ T T N R R N N N N N N N N Bi 3+ R N N N N N N Mn 2+ R R N R R N N R N N N N N Fe 2+ R R R R R N N R N N N N Fe 3+ R R R N R N N N R- substancja rozpuszczalna; T- substancja trudno rozpuszczalna; N- substancja nierozpuszczalna; oznacza, ze dana substancja albo rozkłada się w wodzie, albo nie została otrzymana NO 3 SO 3 2 Szereg elektrochemiczny metali Elektroda E 0 [V] Elektroda E 0 [V] Li/ Li + -3,02 Ni/ Ni 2+ -0,23 Ca/ Ca 2+ -2,84 Sn/ Sn 2+ -0,14 Mg/ Mg 2+ -2,38 Pb/ Pb 2+ -0,13 Al/Al 3+ -1,66 Fe/ Fe 3+ -0,04 Mn/Mn 2+ -1,05 H 2 /2H + 0,00 Zn/ Zn 2+ -0,76 Bi/Bi 3+ +0,23 Cr/ Cr 3+ -0,74 Cu/Cu 2+ +0,34 Fe/ Fe 2+ -0,44 Ag/Ag + +0,80 Cd/ Cd 2+ -0,40 Hg/Hg 2+ +0,85 Co/Co 2+ -0,27 Au/Au + +1,70 SO 4 2 CO 3 2 SiO 3 2 CrO 4 2 PO

16 Układ okresowy pierwiastków H Wodór 1, He Hel 4,0026 3Li Lit 6,941 4Be Beryl 9, B Bor 10,811 6C Węgiel 12,011 7N Azot 14,006 8O Tlen 15,999 9F Fluor 18,998 10Ne Neon 20,179 11Na Sód 22, Mg Magnez 24, Al Glin 26,982 14Si Krzem 28,085 15P Fosfor 30,974 16S Siarka 32,066 17Cl Chlor 35,45 18Ar Argon 39,948 19K Potas 39, Ca Wapń 40,078 21Sc Skand 44, Ti Tytan 47,88 23V Wanad 50,941 24Cr Chrom 51,996 25Mn Mangan 54,938 26Fe Żelazo 55,847 27Co Kobalt 58,933 28Ni Nikiel 58,69 29Cu Miedź 63,546 30Zn Cynk 65,39 31Ga Gal 69,723 32Ge German 72,921 33As Arsen 74,921 34Se Selen 78,96 35Br Brom 79,90 36Kr Krypton 83,80 37Rb Rubid 85,467 38Sr Stront 87,62 39Y Itr 89,905 40Zr Cyrkon 91,224 41Nb Niob 92,906 42Mo Molibden 95,94 43Tc Technet 97,905 44Ru Ruten 101,07 45Rh Rod 102,905 46Pd Pallad 106,42 47Ag Srebro 107,868 48Cd Kadm 112,411 49In Ind 114,82 50Sn Cyna 118,710 51Sb Antymon 121,75 52Te Tellur 127,60 53I Jod 126,904 54Xe Ksenon 131,29 55Cs Cez 132,905 56Ba Bar 137,327 57La Lantan 138,905 72Hf Hafn 178,49 73Ta Tantal 180,947 74W Wolfram 183,85 75Re Ren 186,207 76Os Osm 190,2 77Ir Iryd 192,22 78Pt Platyna 195,08 79Au Złoto 196,966 80Hg Rtęć 200,59 81Tl Tal 204,383 82Pb Ołów 207,2 83Bi Bizmut 208,980 84Po Polon 208,982 85At Astat 209,987 86Rn Radon 222,018 87Fr Frans 223,02 88Ra Rad 226,025 89Ac Aktyn 227, Rf Ruterford 261,1 105Db Dubn 262,1 106Sg Siborg 263,1 107Bh Borium 262,1 108Hs Hassium 265,1 109Mt Maitner 266,1 58Ce Cer 140,115 59Pr Prazeodym 140,907 60Nd Neodym 144,24 61Pm Promet 144,913 62Sm Samar 150,36 63Eu Europ 151,965 64Gd Gadolin 157,25 65Tb Terb 158,925 66Dy Dysproz 162,50 67Ho Holm 164,930 68Er Erb 167,93 69Tm Tul 168,93 70Yb Iterb 173,04 71Lu Lutet 174,967 90Th Tor 232,038 91Pa Protaktyn 231,036 92U Uran 238,028 93Np Neptun 237,048 94Pu Pluton 244,064 95Am Ameryk 243,061 96Cm Kiur 247,07 97Bk Berkel 247,07 98Cf Kaliforn 251,08 99Es Einstein 252,08 100Fm Ferm 257, Md Mendelew 258, No Nobel 259,1 103Lr Lorens 260,1