MCHP-R0-100-2305 • Otwarte krótkie • 3 pkt • Trudność: ★★★☆☆

Zadanie 13

Matura z chemii, maj 2023, poziom rozszerzony

Wymaganie:

VII. Systematyka związków nieorganicznych. Zdający: 7) projektuje doświadczenia pozwalające otrzymać różnymi metodami: […] sole; pisze odpowiednie równania reakcji; 9) opisuje typowe właściwości chemiczne kwasów, w tym zachowanie wobec metali […]; projektuje odpowiednie doświadczenia; pisze odpowiednie równania reakcji. X. Metale, niemetale i ich związki. Zdający: 5) pisze równania reakcji ilustrujące typowe właściwości chemiczne metali wobec: […] kwasów nieutleniających (dla […] Zn […]), […] stężonego roztworu kwasu azotowego(V) […] (dla […] Ag); 7) projektuje doświadczenia, w wyniku których można otrzymać wodór […].

Treść zadania

Przeprowadzono doświadczenie, w którym do trzech probówek — I, II i III — zawierających jednakowe objętości kwasu solnego o takim samym stężeniu molowym wprowadzono granulki trzech różnych metali, zgodnie z poniższym schematem:

Probówka I: Ag (granulki) + HCl(aq)
Probówka II: Cu (granulki) + HCl(aq)
Probówka III: Zn (granulki) + HCl(aq)

Przebieg reakcji zaobserwowano tylko w jednej probówce.

Zadanie 13.1. (0–1)

Rozstrzygnij, którą probówkę: I, II czy III, przedstawiono na zdjęciu. Uzasadnij wybór. W uzasadnieniu porównaj wartości standardowego potencjału półogniwa wodorowego i półogniw metalicznych dla badanych metali.

Zadanie 13.2. (0–1)

Jeden z dwóch metali, które nie reagowały z kwasem solnym, przeprowadzono w tlenek o wzorze ogólnym MeO. Tlenek poddano reakcji z $H_{2} SO_{4}$ — powstał roztwór niebieski.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji tlenku metalu z kwasem siarkowym(VI). Użyj symbolu chemicznego tego metalu.

Zadanie 13.3. (0–1)

Drugi z dwóch metali, które nie reagowały z kwasem solnym, dodano do probówki zawierającej stężony kwas azotowy(V). Powstał barwny, brunatny gaz.

Napisz wzór sumaryczny barwnego, gazowego produktu reakcji.

Schemat doświadczenia: do probówek I, II i III z kwasem solnym wprowadzono granulki srebra, miedzi i cynku. — Materiał 1 z 4 Na podstawie: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305 Oryginalny PDF CKE, str. 14

Zdjęcie do zadania 13.1 — zawartość jednej z probówek I–III z kwasem solnym po wprowadzeniu metalu. — Materiał 2 z 4 Na podstawie: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305 Oryginalny PDF CKE, str. 15

Zdjęcie do zadania 13.2 — probówka z roztworem otrzymanym w reakcji tlenku metalu MeO z kwasem siarkowym(VI). — Materiał 3 z 4 Na podstawie: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305 Oryginalny PDF CKE, str. 15

Zdjęcie do zadania 13.3 — probówka po dodaniu drugiego metalu do stężonego kwasu azotowego(V). — Materiał 4 z 4 Na podstawie: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305 Oryginalny PDF CKE, str. 15

Źródło: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

13.1. Na zdjęciu jest probówka III (cynk). Tylko cynk ma standardowy potencjał redukcji niższy niż półogniwo wodorowe (ujemny), a miedź i srebro mają potencjały standardowe wyższe niż potencjał półogniwa wodorowego, dlatego nie wypierają wodoru z kwasu solnego.

Identyfikacja pozostałych metali:

Tlenek o wzorze MeO, który z kwasem siarkowym(VI) daje niebieski roztwór (jony $Cu^{2 +}$ ) → CuO.
Drugi metal to srebro; z stężonym $HNO_{3}$ daje brunatny gaz NO₂.

13.2. Reakcja CuO + H₂SO₄ (jonowo skrócona — H₂SO₄ jest mocnym kwasem, dysocjacja całkowita):

$CuO + 2 H^{+} \to Cu^{2 +} + H_{2} O$

(lub z H₃O⁺: $CuO + 2 H_{3} O^{+} \to Cu^{2 +} + 3 H_{2} O$ )

13.3. Reakcja Ag + HNO₃ stęż.:

$Ag + 2 HNO_{3} \to AgNO_{3} + NO_{2} ↑ + H_{2} O$

Wzór sumaryczny barwnego gazu: NO₂ (tlenek azotu(IV)) — gaz brunatny. Zasady oceniania wymagają wzoru: za podanie samej nazwy tlenku jest 0 pkt.

Typowy błąd / pułapka

Szereg napięciowy metali: Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au. Metale za H nie reagują z HCl/H₂SO₄ rozc.
Niebieski roztwór = $Cu^{2 +}$ (a nie $Ag^{+}$ — bezbarwny).
Brunatny gaz = NO₂ (z HNO₃ stęż.). Bezbarwny gaz brunatniejący na powietrzu = NO (z HNO₃ rozc.).
Ag reaguje z HNO₃ stęż. dając NO₂; z HNO₃ rozc. — NO.

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 13 - chemia 2023 PR — Arkusz CKE 2023 PR chemia - zadanie 13 (Ag, Cu, Zn z HCl; CuO z H2SO4; Ag z HNO3 stęż.). Na podstawie: CKE 2023 Oryginalny PDF CKE, str. 14

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „reaktywność metali, szereg napięciowy, reakcje z kwasami, miedz, srebro, cynk” zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl