{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/16.1","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"16.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 16.1. (0-1)\nUzupełnij schemat doświadczenia. Wybierz i zaznacz po jednym wzorze odczynnika\nw zestawach I i II.\nSchemat doświadczenia:\nZestaw odczynników I: S (s) / HCl (g) / H2S (g)\nZestaw odczynników II: K2SO4 (aq) / CuSO4 (aq) / H2O (c)","answer":null,"answer_text":"Zadanie 16.1. (0-1)\nIII Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać\nróżnymi metodami kwasy […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny wybór i zaznaczenie odczynników na schemacie.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nSchemat doświadczenia:\nZestaw odczynników I: S (s) / HCl (g) / H2S (g)\nZestaw odczynników II: K2SO4 (aq) / CuSO4 (aq) / H2O (c)","solution":"## Poprawna odpowiedź: Zestaw I - H₂S(g), Zestaw II - CuSO₄(aq)\n\nJedyna kombinacja, która daje heterogeniczną mieszaninę **zawierającą H₂SO₄(aq)**.\n\n## Sposób 1 - analiza produktów reakcji\n\n**Kluczowe pytanie:** Który odczynnik z Zestawu I zareaguje z którym z Zestawu II tak, żeby w mieszaninie **powstał H₂SO₄(aq)** i jednocześnie mieszanina była **niejednorodna** (tzn. pojawi się osad lub ciecz nierozpuszczalna)?\n\n**Krok 1 - Skąd wziąć H₂SO₄ w produktach?**\n\nH₂SO₄ zawiera \\(\\ce{SO4^2-}\\) i \\(\\ce{H+}\\). Siarka musi \"przyjść\" z jednego reagenta, wodór z drugiego.\n\nW Zestawie II mamy \\(\\ce{CuSO4(aq)}\\) - źródło \\(\\ce{SO4^2-}\\). \\\nW Zestawie I mamy \\(\\ce{H2S(g)}\\) - źródło \\(\\ce{H+}\\) i \\(\\ce{S^2-}\\).\n\n**Krok 2 - Napisz równanie reakcji:**\n\n\\[\n\\ce{H2S(g) + CuSO4(aq) -> CuS(s)↓ + H2SO4(aq)}\n\\]\n\n- \\(\\ce{H2S}\\) jest słabym kwasem, ale \\(\\ce{CuS}\\) jest **tak nierozpuszczalny** (\\(K_{sp}\\) ekstremalnie mały), że reakcja przebiega, bo równowaga jest przesunięta w stronę osadu.\n- Jony miedzi \\(\\ce{Cu^2+}\\) mają ogromne powinowactwo do \\(\\ce{S^2-}\\).\n\n**Krok 3 - Sprawdź warunki \"heterogeniczna + zawiera H₂SO₄(aq)\":**\n\n| Warunek | Spełniony? |\n| Powstaje osad (mieszanina niejednorodna) | ✓ **CuS(s)** - czarny, nierozpuszczalny osad |\n| Mieszanina zawiera H₂SO₄(aq) | ✓ - produkt reakcji |\n\n## Sposób 2 - weryfikacja (bilans jonowy)\n\nRównanie jonowe skrócone:\n\n\\[\n\\ce{H2S + Cu^2+ -> CuS v + 2H+}\n\\]\n\n- \\(\\ce{Cu^2+}\\) + \\(\\ce{S^2-}\\) tworzy osad - potwierdza niejednorodność.\n- W roztworze zostaje \\(\\ce{SO4^2-}\\) (od \\(\\ce{CuSO4}\\)) i \\(\\ce{H+}\\) (od \\(\\ce{H2S}\\)) → razem tworzą \\(\\ce{H2SO4(aq)}\\).\n\nBilans atomów: Cu ✓, S ✓, H ✓, O ✓ - bilans zgadza się.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n\\(\\ce{CuS}\\) - **\"n\"** (nierozpuszczalny w wodzie).\nTo kluczowa informacja: tylko \\(\\ce{CuS}\\) tworzy osad z \\(\\ce{H2S}\\), nie ma go w roztworze.\n\n📖 **Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności:**\n\\(K_{sp}(\\ce{CuS}) \\approx 10^{-36}\\) - jeden z najmniejszych \\(K_{sp}\\) w tabeli.\nDzięki temu reakcja \\(\\ce{H2S + CuSO4}\\) przebiega praktycznie do końca, mimo że \\(\\ce{H2S}\\) jest słabym kwasem.\n\n## Dlaczego pozostałe kombinacje są błędne\n\n| Kombinacja | Dlaczego ✗ |\n| **S(s) + K₂SO₄(aq)** | S nie reaguje z \\(\\ce{K2SO4}\\) w temp. pokojowej. Mieszanina jest niejednorodna (S nie rozpuszcza się), ale **nie zawiera \\(\\ce{H2SO4}\\)** - brak go w produktach |\n| **S(s) + CuSO₄(aq)** | S nie reaguje z \\(\\ce{CuSO4}\\) w temp. pokojowej. Brak \\(\\ce{H2SO4}\\) w mieszaninie |\n| **S(s) + H₂O(c)** | S nierozpuszczalny → niejednorodna, ale **zero \\(\\ce{H2SO4}\\)** w produktach |\n| **HCl(g) + K₂SO₄(aq)** | HCl rozpuszcza się w roztworze \\(\\ce{K2SO4(aq)}\\) → mieszanina jednorodna; brak osadu, brak \\(\\ce{H2SO4}\\) |\n| **HCl(g) + CuSO₄(aq)** | \\(\\ce{2HCl + CuSO4 -> CuCl2 + H2SO4}\\) - ale \\(\\ce{CuCl2}\\) jest **rozpuszczalny** → mieszanina jednorodna, brak osadu |\n| **HCl(g) + H₂O(c)** | \\(\\ce{HCl}\\) rozpuszcza się całkowicie → HCl(aq), jednorodna, brak \\(\\ce{H2SO4}\\) |\n| **H₂S(g) + K₂SO₄(aq)** | \\(\\ce{K2SO4}\\) to sól mocnego kwasu, \\(\\ce{H2S}\\) (słaby kwas) **nie wypiera** \\(\\ce{SO4^2-}\\). Brak dostatecznej siły napędowej (brak nierozpuszczalnego produktu) |\n| **H₂S(g) + H₂O(c)** | \\(\\ce{H2S}\\) rozpuszcza się w wodzie → \\(\\ce{H2S(aq)}\\), jednorodna, brak \\(\\ce{H2SO4}\\) |\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie wystarczy, że mieszanina jest niejednorodna - musi **zawierać H₂SO₄(aq)**! Kombinacje z S(s) tworzą niejednorodne mieszaniny, ale bez kwasu siarkowego - to błąd, który kosztuje punkt.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wielu uczniów wybiera HCl + CuSO₄, bo w produktach pojawia się \\(\\ce{H2SO4}\\) - ale \\(\\ce{CuCl2}\\) jest dobrze rozpuszczalny, więc mieszanina jest jednorodna. Oba warunki muszą być spełnione jednocześnie!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reakcja \\(\\ce{H2S + CuSO4}\\) zachodzi, choć \\(\\ce{H2S}\\) jest słabym kwasem - dlatego że siłą napędową jest tworzenie ekstremalnie nierozpuszczalnego \\(\\ce{CuS}\\), a nie moc kwasów. To zasada Le Chateliera, nie szereg aktywności!","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-16.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 16.1. (0-1)
Uzupełnij schemat doświadczenia. Wybierz i zaznacz po jednym wzorze odczynnika
w zestawach I i II.
Schemat doświadczenia:
Zestaw odczynników I: S (s) / HCl (g) / H2S (g)
Zestaw odczynników II: K2SO4 (aq) / CuSO4 (aq) / H2O (c)

","answer_text_html":"

Zadanie 16.1. (0-1)
III Opanowanie
czynności
praktycznych.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.
\n

Zdający:
5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać
różnymi metodami kwasy […].
Schemat punktowania
1 p. - za poprawny wybór i zaznaczenie odczynników na schemacie.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Schemat doświadczenia:
Zestaw odczynników I: S (s) / HCl (g) / H2S (g)
Zestaw odczynników II: K2SO4 (aq) / CuSO4 (aq) / H2O (c)

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź: Zestaw I - H₂S(g), Zestaw II - CuSO₄(aq)

\n

Jedyna kombinacja, która daje heterogeniczną mieszaninę zawierającą H₂SO₄(aq).

\n

Sposób 1 - analiza produktów reakcji

\n

Kluczowe pytanie: Który odczynnik z Zestawu I zareaguje z którym z Zestawu II tak, żeby w mieszaninie powstał H₂SO₄(aq) i jednocześnie mieszanina była niejednorodna (tzn. pojawi się osad lub ciecz nierozpuszczalna)?

\n

Krok 1 - Skąd wziąć H₂SO₄ w produktach?

\n

H₂SO₄ zawiera \\ceSO42− i \\ceH+. Siarka musi "przyjść" z jednego reagenta, wodór z drugiego.

\n

W Zestawie II mamy \\ceCuSO4(aq) - źródło \\ceSO42−. \\
W Zestawie I mamy \\ceH2S(g) - źródło \\ceH+ i \\ceS2−.

\n

Krok 2 - Napisz równanie reakcji:

\n
\\ceH2S(g)+CuSO4(aq)−>CuS(s)↓+H2SO4(aq)
\n\n

Krok 3 - Sprawdź warunki "heterogeniczna + zawiera H₂SO₄(aq)":

\n

| Warunek | Spełniony? |
| Powstaje osad (mieszanina niejednorodna) | ✓ CuS(s) - czarny, nierozpuszczalny osad |
| Mieszanina zawiera H₂SO₄(aq) | ✓ - produkt reakcji |

\n

Sposób 2 - weryfikacja (bilans jonowy)

\n

Równanie jonowe skrócone:

\n
\\ceH2S+Cu2+−>CuSv+2H+
\n\n

Bilans atomów: Cu ✓, S ✓, H ✓, O ✓ - bilans zgadza się.

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
\\ceCuS - "n" (nierozpuszczalny w wodzie).
To kluczowa informacja: tylko \\ceCuS tworzy osad z \\ceH2S, nie ma go w roztworze.

\n

📖 Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności:
Ksp(\\ceCuS)≈10−36 - jeden z najmniejszych Ksp w tabeli.
Dzięki temu reakcja \\ceH2S+CuSO4 przebiega praktycznie do końca, mimo że \\ceH2S jest słabym kwasem.

\n

Dlaczego pozostałe kombinacje są błędne

\n

| Kombinacja | Dlaczego ✗ |
| S(s) + K₂SO₄(aq) | S nie reaguje z \\ceK2SO4 w temp. pokojowej. Mieszanina jest niejednorodna (S nie rozpuszcza się), ale nie zawiera \\ceH2SO4 - brak go w produktach |
| S(s) + CuSO₄(aq) | S nie reaguje z \\ceCuSO4 w temp. pokojowej. Brak \\ceH2SO4 w mieszaninie |
| S(s) + H₂O(c) | S nierozpuszczalny → niejednorodna, ale zero \\ceH2SO4 w produktach |
| HCl(g) + K₂SO₄(aq) | HCl rozpuszcza się w roztworze \\ceK2SO4(aq) → mieszanina jednorodna; brak osadu, brak \\ceH2SO4 |
| HCl(g) + CuSO₄(aq) | \\ce2HCl+CuSO4−>CuCl2+H2SO4 - ale \\ceCuCl2 jest rozpuszczalny → mieszanina jednorodna, brak osadu |
| HCl(g) + H₂O(c) | \\ceHCl rozpuszcza się całkowicie → HCl(aq), jednorodna, brak \\ceH2SO4 |
| H₂S(g) + K₂SO₄(aq) | \\ceK2SO4 to sól mocnego kwasu, \\ceH2S (słaby kwas) nie wypiera \\ceSO42−. Brak dostatecznej siły napędowej (brak nierozpuszczalnego produktu) |
| H₂S(g) + H₂O(c) | \\ceH2S rozpuszcza się w wodzie → \\ceH2S(aq), jednorodna, brak \\ceH2SO4 |

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: Nie wystarczy, że mieszanina jest niejednorodna - musi zawierać H₂SO₄(aq)! Kombinacje z S(s) tworzą niejednorodne mieszaniny, ale bez kwasu siarkowego - to błąd, który kosztuje punkt.
\n
⚠️ Uwaga: Wielu uczniów wybiera HCl + CuSO₄, bo w produktach pojawia się \\ceH2SO4 - ale \\ceCuCl2 jest dobrze rozpuszczalny, więc mieszanina jest jednorodna. Oba warunki muszą być spełnione jednocześnie!
\n
⚠️ Uwaga: Reakcja \\ceH2S+CuSO4 zachodzi, choć \\ceH2S jest słabym kwasem - dlatego że siłą napędową jest tworzenie ekstremalnie nierozpuszczalnego \\ceCuS, a nie moc kwasów. To zasada Le Chateliera, nie szereg aktywności!
"}]}