DWMED

Poniżej przedstawiono przebieg przemiany jądrowej, która zachodzi w wyniku bombardowania jąder pewnego izotopu uranu przyśpieszonymi cząstkami 𝛼.

Powstający nuklid X jest nietrwały i ulega rozpadowi β^–, którego produktem jest izotop ameryku ²⁴¹Am.

Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.

Napisz równanie opisanej przemiany jądrowej, w której powstaje nuklid X. Uzupełnij wszystkie pola w poniższym schemacie. Zastosuj symbole chemiczne pierwiastków.

Dwa pierwiastki umownie oznaczone symbolami E i X tworzą jony proste o wzorach E²⁺ i X^2–. Oba te jony mają konfigurację neonu. Na poniższym modelu przedstawiono budowę kryształu substancji o wzorze ogólnym EX.

Napisz wzór związku, którego model przedstawiono powyżej. Użyj symboli chemicznych pierwiastków.

Dwa pierwiastki umownie oznaczone symbolami E i X tworzą jony proste o wzorach E²⁺ i X^2–. Oba te jony mają konfigurację neonu. Na poniższym modelu przedstawiono budowę kryształu substancji o wzorze ogólnym EX.

Rozstrzygnij, czy krystaliczna substancja EX jest przewodnikiem czy izolatorem prądu elektrycznego. Odpowiedź uzasadnij.

Chlorek fosforu(V) o wzorze PCl₅ ulega rozkładowi zgodnie z równaniem:

PCl₅ (g) ⇄ PCl₃ (g) + Cl₂ (g)                    ΔH > 0

Do cylindrycznego reaktora z ruchomym tłokiem wprowadzono 25,0 g stałego chlorku fosforu(V) i wypompowano całe powietrze. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury 260 °C, co początkowo spowodowało sublimację całego chlorku fosforu(V), a w dalszej kolejności jego rozkład termiczny. W układzie utrzymywano stałe ciśnienie równe 1013 hPa, natomiast zmianie ulegała objętość mieszaniny gazów w reaktorze. W chwili 𝑡 w układzie ustaliła się równowaga. Gęstość równowagowej mieszaniny gazów w reaktorze wynosiła d = 2,63 g∙dm⁻³.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Oblicz wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji dysocjacji termicznej chlorku fosforu(V) w temperaturze 260 °C. Przyjmij: R = 83,14 hPa∙dm³∙mol^–1∙K^–1, M_PCl5 = 208,5 g∙mol^–1, M_PCl3 = 137,5 g∙mol^–1.

Chlorek fosforu(V) o wzorze PCl₅ ulega rozkładowi zgodnie z równaniem:

PCl₅ (g) ⇄ PCl₃ (g) + Cl₂ (g)                    ΔH > 0

Na poniższym wykresie przedstawiono zmianę stężenia molowego chlorku fosforu(V) PCl₅ w trakcie – opisanej w informacji wstępnej – reakcji prowadzonej w temperaturze 260 °C.

Tę reakcję przeprowadzono ponownie w tym samym reaktorze. Zmieniono jedynie temperaturę, w której znajdował się układ – wynosiła ona 400 °C. Poniżej zestawiono wykresy przedstawiające zależność stężenia PCl₅ od czasu. Osie na wszystkich wykresach są wyskalowane tak samo.

Rozstrzygnij, na którym z poniższych wykresów (1.–4.) niebieska linia przedstawia zmianę stężenia molowego chlorku fosforu(V) PCl₅ w trakcie reakcji prowadzonej w wyższej temperaturze. Odpowiedź uzasadnij – zapisz dwa różne argumenty.

Zbadano, jak w warunkach izotermicznych (𝑇 = const) stężenia reagentów X i Y wpływają na szybkość reakcji chemicznej:

X (g) + Y (g) → XY (g)

Ogólne równanie kinetyczne opisanej reakcji ma postać

Ustalono, że:

– stężenie reagenta X nie ma wpływu na szybkość reakcji,

– szybkość reakcji zależy od stężenia reagenta Y w sposób przedstawiony na wykresie.

Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym do probówki z wodnym roztworem soli pewnego metalu M (zdjęcie 1.), wprowadzono wodny roztwór wodorotlenku potasu o niewielkim stężeniu (etap I) i stwierdzono, że wytrącony osad nie roztwarza się w nadmiarze odczynnika (zdjęcie 2.). Do otrzymanej mieszaniny wkroplono stężony wodny roztwór amoniaku (etap II). W wyniku reakcji powstały jony o wzorze [M(NH₃)₄]²⁺. Wygląd zawartości probówki po zakończeniu doświadczenia przedstawiono na zdjęciu 3.

Spośród soli, których wzory wymieniono poniżej, zaznacz tę, której roztwór mógł znajdować się w probówce na początku doświadczenia.

Wodorotlenki metali ciężkich są nietrwałe i łatwo ulegają rozkładowi. W celu zbadania jednej z takich reakcji przeprowadzono następujące doświadczenie: w warunkach beztlenowych z roztworu FeCl₂ wytrącono wodorotlenek żelaza(II). Po pewnym czasie stwierdzono, że z mieszaniny poreakcyjnej wydziela się bezbarwny gaz, który zapala się wybuchowo. Po ustaniu objawów reakcji jej stały produkt odsączono i całkowicie usunięto z niego wodę. Badanie składu tego związku wykazało, że jest to tlenek, zawierający 72,36 % masowych żelaza.

Na podstawie: M. Ma, Y. Zhang, Z. Gou i N. Gu, Nanoscale Research Letters, 8 (2013) 16.

Na podstawie obliczeń ustal wzór otrzymanego tlenku żelaza.

Wodorotlenki metali ciężkich są nietrwałe i łatwo ulegają rozkładowi. W celu zbadania jednej z takich reakcji przeprowadzono następujące doświadczenie: w warunkach beztlenowych z roztworu FeCl₂ wytrącono wodorotlenek żelaza(II). Po pewnym czasie stwierdzono, że z mieszaniny poreakcyjnej wydziela się bezbarwny gaz, który zapala się wybuchowo. Po ustaniu objawów reakcji jej stały produkt odsączono i całkowicie usunięto z niego wodę. Badanie składu tego związku wykazało, że jest to tlenek, zawierający 72,36 % masowych żelaza.

Na podstawie: M. Ma, Y. Zhang, Z. Gou i N. Gu, Nanoscale Research Letters, 8 (2013) 16.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji rozkładu wodorotlenku żelaza(II), której produktem jest opisany tlenek.

Molową entalpię spalania butan-1-olu można wyznaczyć doświadczalnie. W tym celu szklany palnik napełnia się butan-1-olem, a następnie waży. Za pomocą tak przygotowanego palnika ogrzewa się kolbę zawierającą wodę o znanej masie. Proces spalania alkoholu prowadzi się przez pewien czas, przy czym stale kontroluje się za pomocą termometru temperaturę wody w kolbie. Na zakończenie doświadczenia palnik waży się powtórnie.

Przeprowadzono opisane doświadczenie i na podstawie zmiany temperatury wody określono, że w tym doświadczeniu woda pobrała 𝑄=50 400 J energii cieplnej pochodzącej ze spalania butan-1-olu.

W tabeli poniżej zestawiono dane z pomiaru masy palnika podczas doświadczenia.

Napisz równanie reakcji spalania całkowitego butan-1-olu. Zastosuj wzory sumaryczne substratów i produktów.

Molową entalpię spalania butan-1-olu można wyznaczyć doświadczalnie. W tym celu szklany palnik napełnia się butan-1-olem, a następnie waży. Za pomocą tak przygotowanego palnika ogrzewa się kolbę zawierającą wodę o znanej masie. Proces spalania alkoholu prowadzi się przez pewien czas, przy czym stale kontroluje się za pomocą termometru temperaturę wody w kolbie. Na zakończenie doświadczenia palnik waży się powtórnie.

Przeprowadzono opisane doświadczenie i na podstawie zmiany temperatury wody określono, że w tym doświadczeniu woda pobrała 𝑄=50 400 J energii cieplnej pochodzącej ze spalania butan-1-olu.

W tabeli poniżej zestawiono dane z pomiaru masy palnika podczas doświadczenia.

Na podstawie efektu cieplnego reakcji (𝑄) można obliczyć entalpię reakcji (Δ𝐻).

Oblicz molową entalpię spalania butan-1-olu. Pomiń straty ciepła. Wynik zapisz w zaokrągleniu do liczb całkowitych oraz z jednostką kJ·mol^‒1. Uwzględnij odpowiedni znak entalpii reakcji.

W wyniku kontaktu ze skałami i z glebą woda wzbogaca się m.in. w związki wapnia. Obecność tych związków w wodzie jest przyczyną zwiększonej twardości. Twardość węglanową (przemijającą) można usunąć przez gotowanie, co prowadzi do przechodzenia wodorowęglanu wapnia w osad węglanu.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.

Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zachodzi podczas gotowania twardej wody zawierającej wodorowęglan wapnia.

W wyniku kontaktu ze skałami i z glebą woda wzbogaca się m.in. w związki wapnia. Obecność tych związków w wodzie jest przyczyną zwiększonej twardości. Twardość węglanową (przemijającą) można usunąć przez gotowanie, co prowadzi do przechodzenia wodorowęglanu wapnia w osad węglanu.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.

Głównym składnikiem skał wapiennych jest związek chemiczny, występujący w dwóch odmianach krystalicznych, znanych jako kalcyt i aragonit. Na poniższym wykresie przedstawiono zależność iloczynu rozpuszczalności (𝐾_s) kalcytu i aragonitu od temperatury. Iloczyn rozpuszczalności jest wyrażony jako p𝐾_s (p𝐾_s = –log 𝐾_s).

Na podstawie: L.N. Plummer, E. Busenberg, Geochimica et Cosmochimica Acta, 46 (1982) 6.

Uzupełnij poniższe zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Do 400 cm³ roztworu kwasu azotowego(V) o pH = 2,5 wprowadzono 120,0 mg tlenku wapnia, który po chwili roztworzył się całkowicie. Doświadczenie wykonano w temperaturze t = 25 ^oC .

Oblicz pH otrzymanego roztworu. Załóż, że dodatek tlenku wapnia nie zmienił objętości roztworu. Wynik zapisz w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku.

W czterech zlewkach znajdowały się – w losowej kolejności – bezbarwne wodne roztwory różnych soli: węglanu sodu, azotanu(V) ołowiu(II), jodku potasu i siarczanu(VI) cynku. W każdej zlewce był roztwór innej soli. Roztwory tych soli oznaczono numerami I–IV. W celu identyfikacji zawartości każdej zlewki przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie.

Etap 1. Roztwór I wprowadzono do trzech probówek, a następnie do każdej z nich dodano po około 2 cm³ roztworu II, III i IV. Analogicznie postąpiono z pozostałymi roztworami:

– do roztworu II dodano roztwory I, III i IV,

– do roztworu III dodano roztwory I, II i IV,

– do roztworu IV dodano roztwory I, II i III. Wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli.

Etap 2. Niewielkie objętości roztworów I–IV przelano do czterech probówek i zbadano ich odczyn przy użyciu alkoholowego roztworu błękitu bromotymolowego. Poniżej przedstawiono wyniki przeprowadzonego doświadczenia.

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które zaszły przy użyciu roztworu III w etapie 1. przeprowadzonego doświadczenia.