5. REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH A1 - POZIOM PODSTAWOWY.

Transkrypt

1 5. REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH A1 - POZIOM PODSTAWOWY. MOC KWASÓW 1. Kwasy są elektrolitami o zróżnicowanej mocy. Porównywanie mocy kwasów na podstawie ich składu i struktury umożliwia kilka dość uniwersalnych reguł. 2. Moc kwasów beztlenowych H n R zależy od elektroujemności atomu związanego z atomem wodoru oraz wielkości anionów, powstających w wyniku dysocjacji kwasów. Czynnikiem decydującym o mocy kwasów beztlenowych pierwiastków leżących w tym samym okresie układu okresowego jest przede wszystkim elektroujemność, natomiast o mocy kwasów pierwiastków leżących w tej samej grupie układu okresowego decydują rozmiary anionów. a) W obrębie okresu moc kwasów beztlenowych rośnie wraz ze wzrostem elektroujemności pierwiastka stanowiącego resztę kwasową wzrost elektroujemności HX, HY, HZ wzrost mocy kwasów b) w obrębie grupy moc kwasów beztlenowych maleje wraz ze wzrostem elektroujemności pierwiastka stanowiącego resztę kwasową wzrost elektroujemności HX, HY, HZ wzrost mocy kwasów 3. O mocy kwasów tlenowych decyduje elektroujemność atomu centralnego i struktura cząsteczki kwasu. a) Spośród kwasów zawierających różne atomy centralne, ale mających analogiczną strukturę mocniejszy jest ten, którego atom centralny ma wyższą elektroujemność. wzrost elektroujemności atomu centralnego H n XO m, H n YO m, H n ZO m wzrost mocy kwasów Uwaga: Reguła ta nie sprawdza się w odniesieniu do roztworów H 2 CO 3 i H 2 SO 3. Jednakowa elektroujemność węgla i siarki sugerowałaby porównywalną moc obu tych kwasów. Tymczasem moc kwasu H 2 SO 3 jest zdecydowanie większa niż moc kwasu H 2 CO 3. Spowodowane to jest faktem, że tylko 0,26% rozpuszczonego w wodzie CO 2 znajduje się w roztworze w postaci H 2 CO 3. b) Spośród kwasów zawierających takie same atomy centralne, ale różną strukturę cząsteczki mocniejszy jest ten kwas, którego cząsteczka zawiera więcej atomów tlenu niezwiązanych z atomami wodoru. wzrost liczby atomów tlenu HXO, HXO 2, HXO 3 wzrost mocy kwasu 4. Porównywanie mocy kwasów jest możliwe również doświadczalnie. Ogólną regułą jest bowiem to, że kwasy mocniejsze wypierają kwasy słabsze z ich soli. Zadania 1. W każdej parze kwasów wskaż ten, który jest mocniejszym elektrolitem: a) HBrO i HClO b) HBr i HCl c) H 2 S i HCl d) H 2 SO 3 i H 2 SO 4 2. Uszereguj kwasy o podanych wzorach: HClO 4, HClO, HClO 2 i HClO 3, od najsłabszego do najmocniejszego. Uzasadnij to ustawienie. 3. Uszereguj kwasy o podanych wzorach: HBr, HI, H 2 S, H 2 Se, zgodnie ze wzrastającą mocą. Uzasadnij to uszeregowanie. 4. Przygotowano roztwory trzech kwasów: H 2 CO 3, H 2 SO 3, H 2 SO 4 o tym samym stężeniu molowym. Podaj, który z kwasów ma w tych warunkach najniższy stopień dysocjacji, a który najwyższy. 5. Dokończ rozpoczęte równania reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. a) Na 2 S + HCl..., b) KBr + HCl..., c) Na 2 CO 3 + HCl.... TABELA ROZPUSZCZALNOŚCI

2 Skorzystaj z tablicy rozpuszczalności soli. Zadania 1. Podaj nazwy soli, wśród których: a. Tylko sole sodu i amonu są rozpuszczalne w wodzie; b. Tylko sole srebra i ołowiu są nierozpuszczalne w wodzie. 2. W układzie okresowym pierwiastków chemicznych ustal położenie metali, których węglany są dobrze rozpuszczalne w wodzie. 3. Przyporządkuj odpowiednie określenia z obu kolumn: a. chlorki; 1) rozpuszczalne, z wyjątkiem soli srebra i ołowiu; b. azotany(v); 2) rozpuszczalne tylko sole sodu, potasu i amonu; c. węglany; 3) wszystkie rozpuszczalne. 4. Napisz wzory trzech wodorotlenków o wzorze ogólnym M(OH) 2 praktycznie nierozpuszczalnych w wodzie. 5. Napisz wzory trzech węglanów dobrze rozpuszczalnych w wodzie. 6. Spośród podanych wzorów wybierz wzory tych substancji, które są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie: Mg(OH) 2, Ba(OH) 2, CuCl 2, CaCO 3, Na 3 PO 4, ZnS, BaSO 4, PbSO 4, Fe(NO 2 ) 3, PbCl Napisz cząsteczkowe i jonowe równania reakcji, których substratami są: a. FeCl 3 + KOH b. Zn(NO 3 ) 2 + H 2 S c. BaCl 2 + Na 2 SO 4 d. Na 2 CO 3 + CaCL 2 8. Napisz po dwa równania reakcji (cząsteczkowe i jonowe) otrzymywania soli o wzorach: NaCl, Na 2 SO 4, CaCO 3, CaCl 2, AgS, Mg 3 (PO 4 ) Masz do dyspozycji substancje o następujących wzorach: Al.(OH) 3, Mg 3 (PO 4 ) 3, Na 3 PO 4, Al.(NO 3 ) 3, AlCl 3. Wybierz spośród nich te substancje, które mogą być substratami w reakcji otrzymywania AlPO 4. Napisz odpowiednie równania reakcji (cząsteczkowe i jonowe). 10. Przygotowano pięć probówek i do każdej z nich wlano po 5 cm 3 0,1 molowych wodnych roztworów dwóch substancji zgodnie z rysunkiem: NaCl(aq) NaOH(aq) FeCl 3(aq) SnCl 2(aq) Zn(NO 3 ) 2(aq) AgNO 3(aq) BaCl 2(aq) KOH (aq) K 2 SO 4(aq) Na 2 CO 3(aq) W których probówkach wydzielił się osad? Napisz równania jonow zachodzących reakcji. 11. Przygotowano doświadczenie przedstawione na rysunku:] CO 2(g) SO 2(g) H 2 S (aq) HCl (aq) FeCl 2(aq) CaCl 2(aq ) ZnCl 2(aq) PbNO 3(aq) Jakie produkty powstały w wyniku przeprowadzonych reakcji? Napisz odpowiednie równania reakcji. 12. Która z substancji o podanych wzorach nadaje się najlepiej do wykrycia w wodzie jonów chlorkowych: BaCl 2, AgNO 3, CaO, Ag 2 CO 3, BaSO 4? Odpowiedź uzasadnij, pisząc odpowiednie równania reakcji. TWARDOŚĆ WODY 1. Obecność soli wapnia i magnezu w wodzie jest przyczyną twardości wody. Rozróżnia się dwa rodzaje twardości wody: a) twardość przemijająca (węglanowa), która jest spowodowana obecnością w wodzie wodorowęglanów: wapnia Ca(HCO 3 ) 2 i magnezu Mg(HCO 3 ) 2 ; b) twardość trwałą (niewęglanową), spowodowaną pozostałymi rozpuszczalnymi związkami wapnia i magnezu (głównie chlorków oraz siarczanów(vi)). 2

3 Twardość przemijającą można usunąć, ogrzewając wodę do temperatury ok. 80 C. W tych warunkach z dobrze rozpuszczalnych wodorowęglanów Ca(HCO 3 ) 2 i Mg(HCO 3 ) 2 powstają trudno rozpuszczalne CaCO 3 i Mg(OH) 3 oraz CO 2 i woda. 2. Zmiękczanie wody, czyli usuwanie zarówno twardości trwałej, jak i przemijającej, można przeprowadzić chemicznie trzeba zastosować takie substancje, które strącają sole wapnia i magnezu w postaci praktycznie nierozpuszczalnych osadów. 3. Woda twarda powoduje osadzanie na ściankach kotłów, bębnach pralek itp. Twardego, dobrze przylegającego i trudnego do usunięcia osadu. Zadania 1. Napisz równania zachodzące podczas termicznego usuwania twardości przemijającej. 2. Napisz jonowe równania reakcji zachodzących podczas usuwania, za pomocą sody (Na 2 CO 3 ), twardości spowodowanej obecnością chlorków wapnia i magnezu. 3. Jeśli uznasz, że któraś z podanych substancji może być zastosowana do usunięcia twardości węglanowej, to napisz odpowiednie równania reakcji w formie jonowej: a) Na 2 CO 3 ; b) Na 3 PO 4. 4.Do wody zawierającej Ca(HCO 3 ) 2 dodano wody wapiennej. Napisz równanie zachodzącej reakcji i na jej podstawie ustal, czy wodorotlenek wapnia może być stosowany w dowolnych ilościach. OBLICZENIA DOTYCZĄCE STOPNIA DYSOCJACJIELEKTROLITÓW Moc elektrolitu można określić, podając jego stopień dysocjacji. Stopień dysocjacji jest to podany najczęściej w procentach stosunek liczby moli (cząsteczek) zdysocjowanych n Z do liczby moli (cząsteczek) wprowadzonych do roztworu n W. Stopień dysocjacji określa się też jeko stosunek stężenia cząsteczek zdysocjowanych c Z do stężenia całkowitego c c roztworu: nz cz α = 100% lub α = 100% n c w Aby obliczyć c z należy zastosować zależność: cc cz = α 100% Jeśli obliczone c z dotyczy stężenia jonów wodorowych [H + ], to możemy określić ph danego roztworu na podstawie następującej zależności: [H + ] = n a stąd ph = n Przykład: Stężenie molowe pewnego roztworu kwasu HR, o stopniu dysocjacji α = 25% wynosi 0,004 mol/dm 3. Oblicz stężenie jonów wodorowych w roztworze tego kwasu oraz ph roztworu. Dane: α = 25% c c = 0,004 mol/dm 3 Szukane: c z, ph c c 25% 0,004mol / dm mol = α 0, % 100% dm 3 c z = = [H + ] = mol/dm 3 ph = 3 Odpowiedź: Stężenie molowe jonów H + wynosi 10-3 mol/dm 3, a jego ph = 3 Zadania: 1. W roztworze kwasu octowego CH 3 COOH o stężeniu c m = 0,1 mol/dm 3 stężenie jonów wodorowych wynosi 0,00132 mol/dm 3. Oblicz stopień dysocjacji kwasu octowego o podanym stężeniu. 2. Stężenie molowe pewnego kwasu HR, o stopniu dysocjacji α = 0,03%, wynosi 0,01 mol/dm 3. Oblicz stężenie molowe jonów wodorowych zawartych w roztworze tego kwasu. 3. Oblicz liczbę moli jonów wodorowych znajdujących się w 0,25 dm 3 roztworu kwasu octowego o c m = 1 mol/dm 3, którego stopień dysocjacji wynosi α = 0,4% 4. Podaj, ile wynosi ph roztworu, w którym stężenie jonów H + równa się 0,00001 mol/dm 3 5. Podaj, ile wynosi stężenie jonów wodorowych w roztworze o ph = ph pewnego roztworu wzrosło o 4. Jak zmieniło się stężenie jonów wodorowych? c 3

4 BADANIE ODCZYNÓW ROZTWORÓW WODNYCH PRZY UŻYCIU WSKAŹNIKÓW Do badania odczynów wodnych roztworów substancji użyto podanych wskaźników: nazwa wskaźnika zabarwienie w roztworze o odczynie kwasowym obojętnym zasadowym lakmus czerwone niebieskie niebieskie papierek uniwersalny czerwone żółte zielononiebieskie oranż metylowy czerwone żółte żółte fenoloftaleina bezbarwne bezbarwne malinowe Odpowiedz na następujące pytania: 1. Jakie zabarwienie uzyskano w probówkach pokazanych na rysunku? CaO CuO MgO woda z fenoloftaleiną 2. Jakie wnioski sformułowano na podstawie zabarwienia powstałego w probówkach pokazanych na rysunku? SiO 2 CO 2 woda z oranżem metylowym 3. Jakie zabarwienie występuje w przedstawionych na rysunku probówkach? lakmus woda woda woda woda woda amoniakalna wapienna destylowana chlorowa sodowa 4. Jakie obserwacje i wnioski sformułowano na podstawie przedstawionych na rysunku doświadczeń? oranż metylowy fenoloftaleina FeCl 3(aq) (NH 4 ) 2 SO 4(aq) NaNO 2 K 2 CO 3 4

5 5. Jak można posługując się fenoloftaleiną, zidentyfikować substancje znajdujące się w kolbkach? HCl NaOH H 2 O REAKCJE METALI W ROZTWORACH WODNYCH Metale mogą reagować z solami innych metali, wypierając mniej aktywny metal z roztworu jego soli. Przeprowadzono doświadczenia, które przedstawiono na rysunku: CuSO 4(aq) AgNO 3(aq) ZnCl 2(aq) AgNO 3(aq) ZnCl 2(aq) CuSO 4(aq) Zn Zn Cu Cu Ag Ag Odpowiedz na następujące pytania: 1. Jakie objawy towarzyszą reakcji zachodzącej w probówkach 1, 2 i 4? 2. Jakie jony powstały w wyniku reakcji zachodzącej w probówce 4? 3. W której probówce zaszła reakcja: Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu? 4. Które równanie poprawnie przedstawia reakcję zachodzącą w probówce 2? a. Zn + Ag + Ag + Zn 2+ b. Zn + 2 Ag + 2 Ag + Zn 2+ c. Zn 2+ + Ag Zn + Ag + 5. Który spośród metali użytych w eksperymencie jest: a. najbardziej reaktywny; b. najmniej reaktywny? REAKCJE SOLI Z WODOROTLENKAMI W trzech nieoznakowanych probówkach znajdują się wodne roztwory siarczanów(vi) następujących metali: X, Y i Z. Do każdej z tych probówek dodano roztworu wodorotlenku sodu i zaobserwowano: a) w probówce 1 wytrącił się osad, rozpuszczający się w nadmiarze NaOH; b) w probówce 2 nie zauważono objawów reakcji; c) w probówce 3 wytracił się osad nierozpuszczający się w nadmiarze NaOH. NaOH (aq) Odpowiedz na następujące pytania: 1. Które z wymienionych metali: sód, magnez, glin, miedź, mogą ukrywać się pod literami X, Y i Z? 2. Dlaczego osad stracony w probówce 1 rozpuszcza się w nadmiarze NaOH? 3. Dlaczego w probówce 2 nie zauważono objawów reakcji? 4. Czy siarczan(vi) żelaza(ii) reaguje tak, jak sól w probówce 1, 2 lub 3? 5. Czy siarczan(vi) chromu(iii) reaguje tak jak sól w probówce1, 2 lub2? 5

6 REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH Do doświadczenia użyto roztworów następujących substancji: Na 2 CO 3, BaCl 2, NH 4 Cl, MgSO 4, NaOH, HCl i zmieszano je parami. A X W Obserwacje zestawiono w tabeli: probówka B Y Z 1. wydziela się bezbarwny, bezwonny gaz 2. wytrąca się biały, krystaliczny osad obserwacje 3. Wydziela się bezbarwny gaz o charakterystycznym zapachu Odpowiedz na następujące pytania: 1. Jakie substancje umieszczono w probówkach 1, 2 i 3? 2. Jakie produkty powstają w reakcji przebiegającej w probówce 1? 3. Jakie aniony znajdują się w roztworach zawartych w każdej probówce? 4. Jakich innych substratów można użyć, aby jonowy zapis reakcji zachodzącej w probówce 2 nie uległ zmianie? 5. Jaka inna para substancji prowadzi do otrzymania gazu, który wydzielił się w probówce 3? ZADANIA MATURALNE Informacja do zadania 1. W laboratorium przeprowadzono doświadczenia (jak pokazano na rysunku), W wyniku których otrzymano związki chemiczne: Na 2 O H 2 SO 4(aq) NaOH (aq) H 2 O KOH (aq) FeCl 3(aq) Zadanie 1. (3 pkt) Napisz równania reakcji chemicznych zachodzących w probówkach: I, II i III. Informacja do zadania 2. Sporządzono dwa wodne roztwory soli: siarczanu(vi) sodu i azotanu(iii) sodu. Zadanie 2. (3 pkt) Który z wyżej wymienionych roztworów soli nie będzie miał odczynu obojętnego? Uzasadnij odpowiedź i napisz w formie jonowej skróconej równanie odpowiedniej reakcji chemicznej. Zadanie 3. (3 pkt) Wyjaśnij jak zmieni się ph wody po rozpuszczeniu w niej siarkowodoru. Uzasadnij odpowiedź i zapisz w formie jonowej równanie zachodzącej reakcji. Informacja do zadania 4. Na skalę przemysłową chlorek miedzi(ii) można otrzymać, między innymi, w wyniku reakcji siarczanu(vi) miedzi(ii) z chlorkiem baru. Zadanie 4. (3 pkt) Napisz równanie reakcji otrzymywania chlorku miedzi(ii) podaną w informacji metodą. Wyjaśnij, dlaczego w tym procesie stosuje się chlorek baru, a nie można stosować tańszej soli kamiennej (chlorek sodu). Zadanie 5 Zadanie 12. (1 pkt) Zbadano odczyn wodnych roztworów następujących soli: 6

7 I. chlorku baru, II. octanu amonu, III. siarczku sodu. Wnioski wynikające z obserwacji zebrano w tabeli. Uzupełnij brakujące zapisy (a, b, c)w poniższej tabeli. wzór soli odczyn typ hydrolizy (jeśli zachodzi) BaCl 2 CH 3 COONH 4 Na 2 S Zadanie 6. (3 pkt) Uczeń przeprowadził doświadczenia, które ilustruje rysunek: NaOH (aq) K 2 O NaNO 3(aq) I. II. III. H 2 SO 4(aq) Przedstaw, w formie jonowej skróconej, równania reakcji zachodzących w probówkach I, II i III lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. Zadanie 7. (1 pkt) Napisz, co zaobserwowano podczas doświadczenia przedstawionego na rysunku: HCl (stężony) Na 2 CO 3(aq) Zadanie 8. (1 pkt) W laboratorium uczeń chciał otrzymać trudnorozpuszczalne związki i wykonał doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: NaOH (aq) HCl (aq) KI (aq) FeCl 3(aq) Na 2 S (aq) Pb(NO 3 ) 2(aq) Wskaż, w której probówce nie wytrącił się osad? Zadanie 9. (2 pkt) Roztwory kwasowe i zasadowe charakteryzują pewne zależności. Analizując podane stężenia jonów oraz wartości ph, zaznacz, wstawiając znak X obok liczb (1 8), te, które dotyczą roztworów o odczynie kwasowym [H + ]>[OH - ] [OH - ]>[H + ] [H + ]>10-7 [H ]<10-7 mol/dm 3 mol/dm 3 [OH - ]>10-7 mol/dm 3 [OH ]<10-7 ph<7 ph>7 mol/dm 3 Zadanie 10. (3 pkt) Na podstawie analizy informacji zawartych w tablicy rozpuszczalności: a) podaj wzory dwóch fosforanów nierozpuszczalnych w wodzie, b) podaj wzór jednej soli srebra rozpuszczalnej w wodzie, c) napisz wzory dwóch wodorotlenków o wzorze ogólnym M(OH) 3, które praktycznie są w wodzie nierozpuszczalne. 7

8 Zadanie 11. (1 pkt) Na podstawie analizy informacji zawartych w tablicy rozpuszczalności wskaż spośród podanych niżej substancji te, które można zastosować do wykrycia jonów siarczanowych(vi) w roztworze wodnym. Informacja do zadań 12. i 13. Przeprowadzono następujące doświadczenie: FeCl 2, NaOH, Pb(NO 3 ) 2, Cu(NO 3 ) 2, Ba(OH) 2. roztwór HCl roztwór K3PO4 I. II. roztwór Na2CO3 roztwór AgNO3 Zadanie 12. (2 pkt) Zanotuj obserwacje, jakie poczyniono w czasie wykonywania doświadczeń Zadanie 13. (2 pkt) Zapisz w pełnej jonowej formie równania reakcji przebiegających w opisanym powyżej doświadczeniu. Zadanie 14. (2 pkt.) Uczniowie na kółku chemicznym identyfikowali wodne roztwory soli. Magda otrzymała następujący zestaw: CH 3 COONa, BaCl 2. Do identyfikacji można używać tylko jednego odczynnika - kwasu siarkowego (VI). Uzupełnij sprawozdanie Magdy, podając obserwacje z przeprowadzonych eksperymentów. nr prob. wzór soli wzór odczynnika objawy reakcji z wybranym odczynnikiem 1 CH 3 COONa H 2 SO 2 4 BaCl2 Zadanie 15. (3 pkt.) Wykorzystując tablice rozpuszczalności, podaj nazwy substancji, których użyjesz do otrzymywania wodorotlenku cynku. Napisz skrócone równanie jonowe reakcji. Zadanie 16. (2 pkt.) Korzystając z tablicy rozpuszczalności, podaj wzór substancji, którą należy dodać do wodnego roztworu chlorku żelaza (III), aby strącić osad siarczku żelaza (III). Napisz równanie powyższej reakcji chemicznej w skróconej postaci jonowej. Zadanie 17. (3 pkt) Na roztwór chlorku baru podziałano roztworem pewnej soli rozpuszczalnej w wodzie i wytrącono osad trudno rozpuszczalnej soli baru. Podaj, korzystając z tabeli rozpuszczalności, wzór soli użytej do reakcji stracenia osadu. Napisz równanie tej reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej skróconej. Zadanie 18. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie przedstawione na rysunku: HCl FeBr 3 Ca(OH) 2 Na 2 SO 3 Podaj numer probówki, w której podczas reakcji wydzieli się bezbarwny gaz, oraz zapisz równanie reakcji chemicznej procesu w niej zachodzącego. Zadanie 19. (1 pkt) Zaznacz wzór substancji, z której w wyniku dysocjacji powstaną jony w stosunku molowym liczba anionów do liczby kationów równym 1 : 3. A. H 3 PO 4, B. AlCl 3, C. Ca 3 (PO 4 ) 3, D. Fe 2 (SO 4 ) 3 Zadanie 20. (1 pkt) Zaznacz równanie reakcji, które przedstawia pierwszy etap dysocjacji kwasu ortoforforowego(v). A. H 3 PO 4 3 H+ + PO 4 3- C. H 2 PO 4 - H + + PO 4 2 B. H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 - D. HPO 4 H + + PO 4 3-8

9 Informacja do zadań 21. i22. Wykonano doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: Na CaO NaOH woda + fenoloftaleina Zadanie 21. (2 pkt) Określ, jaką barwę przyjęła fenoloftaleina w tych probówkach po wykonaniu doświadczenia i wyjaśnij dlaczego. Zadanie 22. (3 pkt) Napisz, w formie jonowej, równania reakcji zachodzących w poszczególnych probówkach. Zadanie 23. (4 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz jodek ołowiu(ii): a) podaj nazwy potrzebnych odczynników, b) przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia, c) zapisz przewidywane obserwacje, d) napisz, w formie jonowej skróconej, równanie zachodzącej reakcji chemicznej. Informacja do zadań 24. i 25. Wykonano doświadczenia pokazane na poniższym rysunku: NaOH(aq) HCl(aq) I. II. NH 4 Cl(aq) Na 2 S(aq) U wylotu probówek umieszczono zwilżony wodą destylowaną żółty papierek uniwersalny. Zadanie 24. (2 pkt) Zapisz po dwie obserwacje, jakich dokonano podczas każdego doświadczenia. W opisie uwzględnij między innymi zmianę barwy papierka uniwersalnego. Zadanie 25. (2 pkt) Napisz, w formie jonowej skróconej, równania reakcji zachodzących w probówkach I i II. Zadanie 26. (2 pkt) a) korzystając z tablicy rozpuszczalności, podaj wzór sumaryczny związku chemicznego, którego wodny może być użyty do rozróżniania roztworów KCl i KNO 3 na drodze reakcji strącania osadów. b) Napisz, w formie jonowej skróconej, równanie reakcji strącania tego osadu. Zadanie 27. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie, wstawiając w miejsce kropek znak: <, > lub =. Roztwory o odczynie kwasowym maja ph Zadanie 28. (4 pkt) Na poniższym schemacie przedstawiono doświadczenie: BaCl 2(aq) Na 2 SO 4(aq) Na 2 CO 2(aq) a) Wpisz w poniższą tabelkę spostrzeżenia dla każdej z probówek. 9

10 wzór związku probówka z Na 2 CO 3 probówka z Na 2 SO 4 BaCl 2 b) Napisz skrócone równania reakcji, które zaszły w probówkach. Zadanie 29. (2 pkt) Określono ph pięciu roztworów. Roztwory te umieszczono w pięciu probówkach oznakowanych od A do E. Wartości ph podano na rysunku: A B C D E ph: Następnie w każdej probówce umieszczono papierek wskaźnikowy. Zapisz obserwacje dla probówek B i E. Zadanie 30. (2 pkt) Mając do dyspozycji dowolne odczynniki nieorganiczne, zaprojektuj doświadczenie w wyniku którego otrzymasz sól chlorek srebra. Narysuj schemat tego doświadczenia. Zapisz obserwacje, które poczynisz podczas eksperymentu. Zadanie 31. (4 pkt.) Przeprowadzono dwa doświadczenia I i II opisane poniższymi rysunkami: HNO 3 Na 2 CO 3 I. II. KOH (aq) Ca(NO 3 ) 2(aq) Podaj nazwy procesów zachodzących w probówkach w doświadczeniu I i II oraz zapisz równania reakcji w formie jonowej. Zadanie 32. (1pkt.) Badania wykazały, że zawartość tlenku węgla(iv) w roztworze glebowym ma wpływ na odczyn tego roztworu. Dane zestawiono w poniższej tabeli. zawartość tlenku węgla (IV) w roztworze gleby [mg/dm 3 ] 187,8 54,0 17,9 5,4 0,5 ph roztworu gleby 4,5 4,7 4,9 5,2 5,7 Jeśli zawartość CO 2 wynosi 0,5 mg/dm 3 to odczyn roztworu gleby jest... A. lekko kwaśny, B. silnie kwaśny, C. obojętny, D. zasadowy. Zadanie 33. (2 pkt.) Przeprowadzono doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie. HCl (aq) Ca(OH) 2(aq) + fenoloftaleina Napisz obserwacje, jakich dokonano na podstawie przeprowadzonego doświadczenia oraz przedstaw skrócone jonowe równanie zachodzącej reakcji. Zadanie 34. (2 pkt.) Na podstawie analizy informacji zawartych w tabeli rozpuszczalności napisz wzory chemiczne dwóch substancji, których wodne roztwory zmieszane ze sobą powodują przebieg reakcji zgodnie z zapisanym równaniem: Ca 2+ + SO 2-3 CaSO 3 napisz obserwacje, jakich można dokonać na podstawie doświadczenia opisanego powyższym równaniem. Zadanie 35. (3 pkt.) Na podstawie informacji zawartych w tablicy rozpuszczalności napisz: a) wzory dwóch węglanów rozpuszczalnych w wodzie, b) wzór jednej soli cynku nierozpuszczalnej w wodzie, c) wzory dwóch wodorotlenków o wzorze ogólnym M(OH) 2, które praktycznie są w wodzie nierozpuszczalne. 10

11 Zadanie 36. (3 pkt.) Przeprowadzono doświadczenie jak na powyższym rysunku: Ca(OH) 2(aq) Na 2 CO 3(aq) Zapisz obserwacje, sformułuj wniosek oraz przedstaw w formie jonowej równanie reakcji, na której oparto eksperyment. Zadanie 37. (3 pkt) Do 100 cm 3 wody destylowanej wrzucono kryształki chlorku amonu i stwierdzono, że papierek wskaźnikowy barwi się na czerwono. a) określ odczyn roztworu, b) nazwij proces chemiczny wywołujący ten odczyn, c) zapisz równanie jonowe reakcji tego procesu. Zadanie 38. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie umożliwiające wykrycie jonów SO 2-4 w rozworze. a) podaj nazwę związku chemicznego, którego użyjesz do identyfikacji, b) Zapisz obserwacje, c) Zapisz w formie jonowej równanie reakcji. Zadanie 39. ( 8 pkt) [azotan(v) srebra, glukoza, kas aminooctowy, siarczan(vi) glinu, fenolan potasu, fenol, węglan litu, kwas stearynowy, etanal, kwas fosforowy(v), cykloheksanol, metanolan sodu] Spośród podanych związków wybierz te, które ulegają dysocjacji. Zapisz równania dysocjacji oraz w formie jonowej równania hydrolizy. Określ odczyny roztworów. Zadanie 40. (1 pkt) Wskaż grupę związków, które po rozpuszczeniu w wodzie barwią papierek uniwersalny na niebiesko: A. NaH, CO 2, Sr(OH) 2, CaO B. Rb 2 O, CO 2, CaO, NH 3 C. HCl, CO 2, Rb 2 O, NH 3 D. NaH, Rb 2 O, Sr(OH) 2, NH 3 Zadanie 41. (2 pkt) Twardość wody jest spowodowana obecnością w niej jonów wapnia i magnezu. Wyjaśnij, dlaczego podczas mycia rąk mydłem w wodzie z wodociągów pojawia się kłaczkowaty osad. Zapisz równanie zachodzącej reakcji. Zadanie 42. (1 pkt) Danych jest 7 probówek, zawierających roztwory o jednakowym stężeniu molowym następujących substancji: NH 4 Cl, H 2 O, HBr, NH 3, CH 3 COONa, LiOH, HCOOH. Jak można zidentyfikować te roztwory, dysponując jedynie urządzeniem do pomiaru ph? Zadanie 43. (1 pkt) Wpisz po prawej stronie prawidłową odpowiedź, wyrażając ją w podanych jednostkach. 1. Stężenie jonów OH - w roztworze amoniaku nie jest z pewnością mniejsze od... mol/dm 3 2. ph roztworu C 6 H 5 OH na pewno nie jest większe od ph roztworu HCl o stężeniu 0,001 mol/dm 3 jest równe Stężenie jonów H + w czystej wodzie w temperaturze pokojowej wynosi... mol/dm 3 Zadanie 44. (2 pkt) Do 4 dm 3 wody wprowadzono gazowy jodowodór o objętości 0,896 dm 3 w warunkach normalnych. Oblicz ph otrzymanego roztworu. W obliczeniach pomiń zmianę objętości spowodowaną mieszaniem się tych substancji. Zadanie 45. (5 pkt) Z poniższego zbioru wybierz te związki, które po wprowadzeniu do wody powodują pojawienie się odczynu zasadowego. Zapisz jonowe równania odpowiednich reakcji. P 2 O 5, Cs 2 O, SiO 2, Fe 2 O 3, NO, CO, NaH, CH 3 COONa, HF, NH 3, NH 4 NO 3, KNO 2. 11

12 Zadanie 46. (1 pkt.) Woda deszczowa jest naturalnie kwaśna powoduje to głównie dwutlenek węgla CO 2, tworzący słaby kwas węglowy. Taki normalny deszcz ma ph ok. 5,1 6,0. Na ogół kwaśny opad wykazuje ph = 4 5, choć niekiedy deszczówka może mieć nawet ph = 2,4. M. Stankiewicz, M. Wawrzyniak Kulczyk POZNAJ ZBADAJ chroń środowisko w któorym żyjesz, WSiP W-wa 1997 Podaj dwa źródła zanieczyszczeń mające wpływ na zanieczyszczenia powietrza powodujące tak dużą zmianę odczynu wody deszczowej. Zadanie 47. (4 pkt) Przeprowadzono doświadczenia przedstawione na rysunku: H 2 O NaCl (aq) I. II. NH 4 Cl (s) AgNO 3(aq) Podaj nazwy procesów zachodzących w probówkach I. i II. Oraz zapisz równania reakcji (w postaci jonowej) przebiegających w oby probówkach. Zadanie 48. (3 pkt) Zaproponuj doświadczenie, w którym można będzie otrzymać siarczan(vi) baru w reakcji zapisanej równaniem jonowym (skróconym): Ba 2+ + SO 4 2- BaSO 4 Napisz wzory i podaj nazwy odczynników, których użyjesz do tego celu, zilustruj schematem lub opisz słownie wykonywane czynności i podaj równanie cząsteczkowe zachodzącej reakcji. Informacja do zadań 14., i 15. Podczas badania wody stwierdzono obecność następujących kationów: K +, Mg 2+, Pb 2+, Ag +, Cu 2+, NH 4 +, Fe 3+. Do wody tej dodano siarczku sodu. Zadanie 49. (2 pkt) Które kationy wytrąciły się w postaci osadów? Podaj ich symbole. Zadanie 50. (3 pkt) Napisz jonowe równania reakcji wytrącania tych osadów. Zadanie 51. (3 pkt) W kolejnych probówkach umieszczono roztwory różnych substancji zgodnie z rosnącym stężeniem molowym: 1-molowy NaCl, 2-molowy Na 2 CO 3, 3-molowy NaOH, 4-molowy Na 2 SO 4, 5-molowu (NH 4 ) 2 SO 4. a) Jak zmienia się ph w kolejnych probówkach? (nie zmienia się, rośnie, rośnie a potem maleje, maleje) b) Podaj wartość ph w probówkach 1 i 4. Odpowiedź uzasadnij. Zadanie 52. (3 pkt) Zmieszano 3 dm 3 roztworu o ph = 3 i 2 dm 3 roztworu o ph = 12. jakie będzie ph roztworu otrzymanego po zmieszaniu? Odpowiedź uzasadnij. 12

13 Reakcje w roztworach wodnych odpowiedzi 1. Za każde prawidłowo napisane równanie reakcji po 1 p. równanie I: Na 2O + H 2O 2 Na OH - równanie II: H + + OH - H 2O lub 2 H + + SO K OH - 2 K + + SO H 2O H + + HSO K + + OH - K + + HSO H 2O równanie III: Fe OH - Fe(OH) 3 Fe Cl Na OH - 3 Na Cl - Fe(OH) 3 2. roztwór azotanu(iii) sodu (nazwa lub wzór soli) nie będzie miał odczynu obojętnego, gdyż azotan(ii) sodu ulega w wodzie hydrolizie, a siarczan(vi) sodu nie hydrolizuje 3. ph zmaleje, ponieważ w wyniku reakcji siarkowodoru z wodą wzrośnie stężenie jonów H +. H 2S H+ + HS - lub H 2S + H 2O H3O+ +HS - 4. CuSO 4 + BaCl 2 CuCl 2 + BaSO 4 ; przy stosowaniu chlorku baru powstaje trudnorozpuszczalny osad. 5. a) hydroliza nie zachodzi b) kationowo - anionowa c) zasadowy 6. probówka I: H + + OH - H 2O, probówka II: K 2O + 2 H + 2 K + + H 2O probówka III: reakcja nie zachodzi 7. wydzielanie się pęcherzyków gazu (pienienie się roztworu) 8. w probówce z Na 2S 9. 1, 3, 6, a) wszystkie fosforany z wyjątkiem: Na 3PO 4, K 3PO 4 (NH 4) 3PO 4, b) AgNO 3 lub CH 3COOAg, c) Al(OH) 3, Bi(OH) 3, Fe(OH) Ba(OH) 2, Pb(NO 3) a) obserwacje do doświadczenia I: wydziela się gaz (bezbarwny, bezwonny) b) obserwacje do doświadczenia II: wytrąca się osad (żółty). 13. a) doświadczenie I: 2Na + + CO H + + 2Cl CO 2 + H 2O + 2Na + + 2Cl b) doświadczenie II: 3Ag + + 3NO 3 + 3K + + PO 3 4 Ag 3PO 4 + 3K + + 3NO a) Powstała substancja o charakterystycznym zapachu/ zapachu octu/ kwas octowy b) Powstała substancja nierozpuszczalna w wodzie/ wytrącił się biały osad. 15. sól cynku, np.: chlorek cynku, bromek cynku, azotan(v) cynku, zasada, np.: zasada sodowa, zasada potasowa, reakcja: Zn OH - Zn(OH) np.: siarczek potasu, siarczek amonu, siarczek sodu, reakcja: 2 Fe S 2- Fe 2S np. K 2CO 3, zapis cząsteczkowy, np. BaCl 2 + K 2SO 4 BaSO KCl, zapis jonowy skrócony, np. Ba SO4 BaSO probówka 3, Na 2SO 3 + HCl 2 NaCl + H 2O + SO A. 20. B. 21. malinowa (buraczkowa, czerwona, amarantowa), uzasadnienie, np. ponieważ powstałe roztwory mają odczyn zasadowy. 22. I 2 Na + 2 H 2O 1 Na OH - + H 2, II CaO + H 2O Ca OH - III NaOH H 2 O Na + + OH 23. odczynniki, pn. wodne roztwory jodku potasu i azotanu(v) ołowiu(ii), spostrzeżenia, np. wydzielił się osad, Pb I - PbI Probówka I wydziela się gaz o ostrym, duszącym zapachu lub wydziela się gaz lub pojawia się ostry, charakterystyczny zapach; papierek barwi się na niebiesko (zielono) Probówka II wydziela się gaz o charakterystycznym zapachu lub wydziela się gaz lub pojawia się charakterystyczny zapach; papierek barwi się na różowo (bladoróżowo) I - NH 4 + OH - NH 3 + H 2O, II 2 H + + S 2- H 2S 26. AgNO 3 lub CH 3COOAg lub analogiczne sole ołowiu(ii), Ag + + Cl - AgCl lub Pb Cl - PbCl ph < wzór związku probówka z Na 2CO 3 probówka z Na 2SO 4 BaCl 2 osad osad Ba 2+ + CO 2-3 BaCO 3 Ba 2+ + SO 2-4 BaSO W probówce B papierek wskaźnikowy zabarwił się na czerwono W probówce E papierek wskaźnikowy zabarwił się na niebiesko 30. KCl (aq) AgNO 3(aq) po zmieszaniu roztworów wytrącił się (biały, serowaty) osad. 31. równanie I: H + + OH - H 2O lub H + + NO K + K + + NO H 2) równanie II: Ca 2+ + CO 3 2- CaCO 3 lub 2 Na + + CO Ca NO 3 - CaCO Na NO A. 33. Po dodaniu roztworu kwasu solnego nastąpił zanik malinowego zabarwienia fenoloftaleiny (lub nastąpiło odbarwienie roztworu), 2H + +2 OH - 2 H 2O 34. Np.: Ca(NO 3) 2 i K 2SO 3, strąca się osad. 35. a) np.: Li 2CO 3, (NH 4) 2CO 3, b) np.: ZnS, c) np.: Cu(OH) 2, Zn(OH) wytrąca się biały osad, zaszła reakcja chemiczna. Powstały produkt (osad) to węglan wapnia. 37. Odczyn kwasowy, procesem wywołującym ten odczyn jest hydroliza (kationowa) NH Cl - + H 2O NH 3 H 2) + H + + Cl rozpuszczalna sól baru, np. BaCl 2, wytrąca się biały drobnokrystaliczny osad, Ba 2+ + SO 4 2- BaSO Ag + + H 2O AgOH + H+, odczyn kwasowy 13

14 CH 2-COOH 2 CH 2-COO - I I odczyn obojętny NH 2 + NH 3 Al 2(SO 4) 3 C 6H 5OK C 6H 5OH Li 2CO 3 H 3PO 4 CH 3ONa H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O O 2 Al SO 2-4 Al H 2O Al(OH)3 + 3 H+ odczyn kwasowy C 6H 5O - + H +, C 6H 5O - + H 2O C6H5OH + OH-, odczyn zasadowy C 6H 5O - + H +, C 6H 5OH + H 2O C6H5O- + H +, odczyn kwasowy 2 Li + + CO 2-3, CO32- + H 2O HCO3- + OH -, odczyn zasadowy H 2 H + + HPO - 4, odczyn kwasowy H 2 O CH 3O - + Na +, CH 3O - + H 2O CH3OH + OH-, odczyn zasadowy 40. C 41. Mydła dzieli się na rozpuszczalne i nierozpuszczalne. Podczas mycia rąk w wodzie z wodociągów następuje wytrącanie się osadów nierozpusz-czalnych mydeł wapniowych i magnezowych. Ca C 17H 35COO - (C 17H 35COO) 2Ca 42. Kolejność w jakiej zmniejsza się ph roztworów: LiOH > NH 3 > CH 3CONa > H 2O > HCOOH > HBr 43. 1) 10-7 mol/dm 3, 2) 7, 3) 3, 4) 10-7 mol/dm ph = Cs 2O: O 2- + H 2O 2OH -, NaH: H - + H 2O OH - + H 2, CH 3COONa: CH 3COO - + H 2O CH 3COOH + OH -, NH 3: NH 3 + H 2O NH OH - KNO 2: NO H 2O HNO 2 + OH Za wymienienie dwóch spośród niżej wymienionych: emergetyka (koksownie i elektrownie węglowe), zanieczyszczenia komunalne, przemysł, hutnictwo, transport, rozkład związków azotowych i nitrowych, pirotechnika i inne. 47. I: dysocjacja jonowa lub hydroliza, NH 4Cl NH Cl - II: reakcja strąceniowa, Ag + + Cl - AgCl 48. odczynnik: rozpuszczalna w wodzie sól baru oraz roztwór zawierający SO 4 2- BaCl 2 + H 2SO 4 BaSO HCl 49. Cu 2+, Pb 2+, Ag +, Fe Cu 2+ + S 2- CuS, Pb 2+ + S 2- PbS, 2 Ag + + S 2- Ag 2S, 2 Fe S 2- Fe 2S a) rośnie, a potem maleje b) ph = 7, sole mocnych kwasów i mocnych zasad mają odczyn obojętny (nie ulegają hydrolizie) 52. Dla HBr: ph = 3, czyli [H + ] = mol/dm 3, dla KOH: ph = 12, czyli [OH - ] = 10-2 mol/dm 3, H + + OH - H 2O, w nadmiarze są jony OH - i pozostaje ich 0,017 mola [OH - ] = 0,017mol mol 3 = 0, dm dm, ph = 11,53 14