1
WYBÓR ZADAŃ Z ARKUSZY MATURALNYCH
(ZAKRES ROZSZERZONY)
„PROCESY UTLENIANIA I REDUKCJI”
Zad. 1 (3 pkt).
W wyniku elektrolizy wodnego roztworu substancji X na katodzie i anodzie wydzieliły się gazy w stosunku objętościowy 1 : 1. pH przed elektrolizą wynosiło 7, a po elektrolizie pH> 7
a) substancją X może być : ……………………………………………………………………
b) Jaki ładunek przepłynął przez elektrolizer, jeżeli wydzieliło się łącznie 448 cm3 gazów odmierzonych w warunkach normalnych? ( F = 96 500 C)
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Wyjaśnij zmianę pH po elektrolizie………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 2. (4 pkt)
Jedna z metod oczyszczania spalin polega na reakcji tlenków azotu z amoniakiem
przy udziale katalizatora.
Wiedząc, że substratami tej reakcji są tlenek azotu(II), tlenek azotu(IV) i amoniak,
a produktami azot i woda, napisz równanie reakcji i uzgodnij je w oparciu o bilans
elektronowy.
Wskaż substancje, które pełnią w tym procesie rolę utleniacza i reduktora.
Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Bilans elektronowy: .....................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Utleniacz: ....................................................................................................................................
Reduktor:……………………………………………………………………………………….
Informacja do zadania 3. i 4.
Dwa przedmioty wykonane ze stali pokryto powłokami ochronnymi, jeden powłoką cynkową,
a drugi niklową. Po pewnym czasie na obu przedmiotach powstały rysy uszkadzające powłoki.
Utworzyły się lokalne mikroogniwa metaliczne i nastąpiła korozja.
Zadanie 3. (3 pkt)
Zapisz schematy obu mikroogniw opisanych w powyższej informacji. (Załóż
powstawanie półogniw metalicznych typu M- M n+). Dla jednego z ogniw oblicz wartość
SEM w warunkach standardowych.
....................................................................................................................................................
SEM ogniwa: ..............................................................................................................................
Zadanie 4. (2 pkt)
Wskaż, która z powłok, cynkowa czy niklowa, skuteczniej chroni żelazo przed korozją
elektrochemiczną w sytuacji opisanej w informacji wprowadzającej. Uzasadnij swój
wybór w oparciu o wartości potencjałów standardowych.
Zadanie 5. (2 pkt)
W związkach organicznych węgiel występuje na różnych stopniach utlenienia.
Określ stopnie utlenienia węgla (podkreślone atomy) w cząsteczkach, których wzory
podano w tabeli.
Wzór grupowy związku
CH4
CH3OH
HCHO
CH3CHO
Stopień utlenienia węgla
Zadanie 6. (2 pkt)
Podczas elektrolizy wodnego roztworu pewnego elektrolitu na anodzie zachodziła reakcja przedstawiona równaniem:
2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
Sumaryczne równanie tego procesu elektrolizy można przedstawić następująco:
2H2O → 2H2 + O2
Napisz jedno równanie reakcji, która mogła przebiegać na katodzie. Podaj przykład substancji (wzór sumaryczny), której wodny roztwór mógł pełnić podczas tego procesu rolę elektrolitu.
Równanie reakcji przebiegającej na katodzie:
.......................................................................................................................................................
Wzór substancji: .....................................................................................
Zadanie 7. (3 pkt)
Reakcję chemiczną zachodzącą w pewnym ogniwie opisuje równanie:
2Fe3+(aq) + Sn2+(aq) → 2Fe2+(aq) + Sn4+(aq)
Przedstaw schemat tego ogniwa i napisz równania reakcji przebiegających w jego
półogniwach.
Schemat ogniwa: .........................................................................................................................
Równania reakcji: ........................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt)
Dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym poniżej schemacie reakcji.
Zastosuj metodę bilansu elektronowego.
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Bilans elektronowy:
Równanie reakcji:
......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt)
Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących podczas elektrolizy stopionego
chlorku ołowiu(II).
K (–) ............................................................................................................................................
A (+) ............................................................................................................................................
Zadanie 10. (3 pkt)
Podczas elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) sodu na elektrodach platynowych
zachodzą procesy elektrodowe, które można zilustrować następującymi równaniami:
K (–) 4 H2O + 4e– → 2 H2 + 4 OH-
A (+) 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e–
Oblicz objętość tlenu (w warunkach normalnych) wydzielonego podczas elektrolizy
roztworu siarczanu(VI) sodu, jeżeli przez elektrolizer przepływał prąd o natężeniu 5A
w czasie 15 minut.
Stała Faradaya F = 96500 C · mol –1
Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt)
Na podstawie wartości potencjałów standardowych można przewidywać kierunek przebiegu reakcji redoks. Fakt, że jakaś substancja jest utleniaczem lub reduktorem, nie zależy wyłącznie od jej potencjału standardowego, lecz również od wartości potencjału standardowego drugiego reagenta.
Poniżej przedstawiono równania połówkowe reakcji redoks wraz z potencjałami standardowymi.
Fe3+ + e ↔ Fe2+ Eo = + 0,77 V
MnO4- + 8 H+ + 5e ↔ Mn2+ + 4 H2O Eo = + 1,51 V
F2 + 2e ↔ 2F- Eo = + 2,85 V
Na podstawie potencjałów standardowych przedstawionych wyżej układów redoks
a) napisz wzór najsilniejszego utleniacza: ................................................................................
b) wskaż, który z jonów może być utleniony przez jony MnO4 - …………………………...
Zadanie 12. (2 pkt)
Wpisz stopnie utlenienia, jakie przyjmuje siarka w związkach chemicznych i jonach o podanych niżej wzorach.
Al2(SO4)3 , Na2S, HSO3- , HS-
Zadanie 13. (2 pkt)
W półogniwach A i B zachodzą reakcje opisane równaniami:
półogniwo A: ClO3- + 6H+ + 6e ↔ Cl- + 3H2O Eo = 1,45V
półogniwo B: NO2- + H2O + e ↔ NO + 2OH-...
uusia20