{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/22","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"22","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 22. (0-1)\nPrzeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem.\nCelem doświadczenia było odróżnienie dwóch, oznaczonych umownie literami X i Z, metali,\nz których wykonano płytki. Wiadomo, że jednym metalem był cynk, a drugim - nikiel.\nPo pewnym czasie obie płytki wyjęto z roztworów, osuszono i zważono. Stwierdzono,\nże zmieniła się tylko masa płytki wykonanej z metalu X.\nUzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz właściwe określenie spośród podanych\nw każdym nawiasie oraz napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej\nreakcji.\nMasa płytki wykonanej z metalu X się (zmniejszyła / zwiększyła).\nPodczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:\nMetalem Z był (cynk / nikiel).","answer":null,"answer_text":"Zadanie 22. (0-1)\nIII Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nII Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n7. Metale. Zdający:\n7.5) przewiduje kierunek przebiegu reakcji metali […]\nz roztworami soli, na podstawie danych zawartych w szeregu\nnapięciowym metali.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie określeń w każdym nawiasie i napisanie równania reakcji\nw formie jonowej skróconej.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nMasa płytki wykonanej z metalu X się (zmniejszyła / zwiększyła).\nPodczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:\nZn + Fe2+ → Zn2+ + Fe\nMetalem Z był (cynk / nikiel).","solution":"## Poprawna odpowiedz:\n\n- Masa plytki wykonanej z metalu X sie **zmniejszyla**.\n- Rownanie reakcji (forma jonowa skrocona):\n\n\\[\\ce{Zn + Fe^{2+} -> Zn^{2+} + Fe}\\]\n\n- Metalem Z byl **nikiel**.\n\n## Sposob 1 - szereg aktywnosci (elektrochemiczny) metali\n\n**Krok 1 - porownanie aktywnosci.**\n\nZ szeregu aktywnosci (potencjaly standardowe redukcji, karta wzorow str. 12):\n\n\\[E^\\circ(\\ce{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\\,\\text{V} \\quad < \\quad E^\\circ(\\ce{Fe^{2+}/Fe}) = -0{,}44\\,\\text{V} \\quad < \\quad E^\\circ(\\ce{Ni^{2+}/Ni}) = -0{,}26\\,\\text{V}\\]\n\nCynk ma najbardziej ujemny potencjal -> jest najaktywniejszy (najsilniejszy reduktor).\n\n**Krok 2 - ktory metal reaguje (plytka X)?**\n\nMetal aktywniejszy wypiera mniej aktywny z roztworu jego soli. Cynk (plytka X) zanurzony w roztworze soli zelaza(II) wypiera zelazo:\n\n\\[\\ce{Zn + Fe^{2+} -> Zn^{2+} + Fe}\\]\n\n**Krok 3 - dlaczego masa plytki X maleje?**\n\nMasa molowa rozpuszczajacego sie cynku (\\(M = 65{,}4\\,\\text{g/mol}\\)) jest **wieksza** niz masa osadzajacego sie zelaza (\\(M = 55{,}8\\,\\text{g/mol}\\)). Na kazdy 1 mol reakcji ubywa wiecej masy (Zn), niz przybywa (Fe):\n\n\\[\\Delta m = 55{,}8 - 65{,}4 = -9{,}6\\ \\text{g/mol} \\;<\\; 0\\]\n\nWiec masa plytki X (cynkowej) **maleje**.\n\n**Krok 4 - ktorym metalem jest Z?**\n\nMetal Z nie zmienil swojej masy (nie zaszla reakcja), wiec jest **mniej aktywny** od metalu, z ktorego roztworem soli sie kontaktowal. Sposrod podanych mozliwosci (cynk / nikiel) jest nim **nikiel** - najmniej aktywny z rozpatrywanych metali, nie wypiera cynku z roztworu \\(\\ce{Zn^{2+}}\\).\n\n## Sposob 2 - weryfikacja przez bilans elektronowy\n\n\\[\\ce{Zn^0 -> Zn^{2+} + 2e^-} \\quad (\\text{utlenianie, Zn} = \\text{reduktor})\\]\n\\[\\ce{Fe^{2+} + 2e^- -> Fe^0} \\quad (\\text{redukcja, Fe^{2+}} = \\text{utleniacz})\\]\n\nElektrony: 2 oddane = 2 pobrane. Sumarycznie:\n\n\\[\\ce{Zn + Fe^{2+} -> Zn^{2+} + Fe}\\]\n\nBilans atomow (1 Zn, 1 Fe) i ladunku (\\(+2 = +2\\)) zgadza sie. Jon \\(\\ce{SO4^{2-}}\\) jest widzem - pomijamy go w formie jonowej skroconej.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n1 pkt - za poprawne wskazanie okreslen w kazdym nawiasie i napisanie rownania reakcji w formie jonowej skroconej.\n0 pkt - za odpowiedz niepelna lub bledna albo brak odpowiedzi.\n\nOficjalny klucz CKE: masa plytki z metalu X sie **(zmniejszyla)**; rownanie \\(\\ce{Zn + Fe^{2+} -> Zn^{2+} + Fe}\\); metalem Z byl **(nikiel)**.\n\n## Typowe pulapki\n\n> Uwaga: Rownanie dotyczy ukladu **Zn / Fe^{2+}** (cynk wypiera zelazo), a metal Z to **nikiel** - najmniej aktywny z rozpatrywanych, ktory nie reaguje.\n\n> Uwaga: Masa plytki maleje, mimo ze cos sie na niej osadza, bo rozpuszczajacy sie Zn (65,4 g/mol) jest ciezszy od osadzajacego sie Fe (55,8 g/mol).\n\n> Uwaga: W formie jonowej skroconej nie zapisuj \\(\\ce{ZnSO4}\\) ani \\(\\ce{FeSO4}\\) - tylko jony biorace udzial w reakcji.","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-22.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"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 22. (0-1)
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem.
Celem doświadczenia było odróżnienie dwóch, oznaczonych umownie literami X i Z, metali,
z których wykonano płytki. Wiadomo, że jednym metalem był cynk, a drugim - nikiel.
Po pewnym czasie obie płytki wyjęto z roztworów, osuszono i zważono. Stwierdzono,
że zmieniła się tylko masa płytki wykonanej z metalu X.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz właściwe określenie spośród podanych
w każdym nawiasie oraz napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej
reakcji.
Masa płytki wykonanej z metalu X się (zmniejszyła / zwiększyła).
Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:
Metalem Z był (cynk / nikiel).

","answer_text_html":"

Zadanie 22. (0-1)
III Opanowanie
czynności
praktycznych.
II Rozumowanie
i zastosowanie nabytej
wiedzy do
rozwiązywania
problemów.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Metale. Zdający:
\n

7.5) przewiduje kierunek przebiegu reakcji metali […]
z roztworami soli, na podstawie danych zawartych w szeregu
napięciowym metali.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne wskazanie określeń w każdym nawiasie i napisanie równania reakcji
w formie jonowej skróconej.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Masa płytki wykonanej z metalu X się (zmniejszyła / zwiększyła).
Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:
Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe
Metalem Z był (cynk / nikiel).

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

Poprawna odpowiedz:

\n\n
\\ceZn+Fe2+−>Zn2++Fe
\n\n

Sposob 1 - szereg aktywnosci (elektrochemiczny) metali

\n

Krok 1 - porownanie aktywnosci.

\n

Z szeregu aktywnosci (potencjaly standardowe redukcji, karta wzorow str. 12):

\n
E∘(\\ceZn2+/Zn)=−0,76V<E∘(\\ceFe2+/Fe)=−0,44V<E∘(\\ceNi2+/Ni)=−0,26V
\n

Cynk ma najbardziej ujemny potencjal -> jest najaktywniejszy (najsilniejszy reduktor).

\n

Krok 2 - ktory metal reaguje (plytka X)?

\n

Metal aktywniejszy wypiera mniej aktywny z roztworu jego soli. Cynk (plytka X) zanurzony w roztworze soli zelaza(II) wypiera zelazo:

\n
\\ceZn+Fe2+−>Zn2++Fe
\n

Krok 3 - dlaczego masa plytki X maleje?

\n

Masa molowa rozpuszczajacego sie cynku (M=65,4g/mol) jest wieksza niz masa osadzajacego sie zelaza (M=55,8g/mol). Na kazdy 1 mol reakcji ubywa wiecej masy (Zn), niz przybywa (Fe):

\n
Δm=55,8−65,4=−9,6 g/mol<0
\n

Wiec masa plytki X (cynkowej) maleje.

\n

Krok 4 - ktorym metalem jest Z?

\n

Metal Z nie zmienil swojej masy (nie zaszla reakcja), wiec jest mniej aktywny od metalu, z ktorego roztworem soli sie kontaktowal. Sposrod podanych mozliwosci (cynk / nikiel) jest nim nikiel - najmniej aktywny z rozpatrywanych metali, nie wypiera cynku z roztworu \\ceZn2+.

\n

Sposob 2 - weryfikacja przez bilans elektronowy

\n
\\ceZn0−>Zn2++2e−(utlenianie, Zn=reduktor)
\n
\\ceFe2++2e−−>Fe0(redukcja, Fe^{2+}=utleniacz)
\n

Elektrony: 2 oddane = 2 pobrane. Sumarycznie:

\n
\\ceZn+Fe2+−>Zn2++Fe
\n

Bilans atomow (1 Zn, 1 Fe) i ladunku (+2=+2) zgadza sie. Jon \\ceSO42− jest widzem - pomijamy go w formie jonowej skroconej.

\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawne wskazanie okreslen w kazdym nawiasie i napisanie rownania reakcji w formie jonowej skroconej.
0 pkt - za odpowiedz niepelna lub bledna albo brak odpowiedzi.

\n

Oficjalny klucz CKE: masa plytki z metalu X sie (zmniejszyla); rownanie \\ceZn+Fe2+−>Zn2++Fe; metalem Z byl (nikiel).

\n

Typowe pulapki

\n
Uwaga: Rownanie dotyczy ukladu Zn / Fe^{2+} (cynk wypiera zelazo), a metal Z to nikiel - najmniej aktywny z rozpatrywanych, ktory nie reaguje.
\n
Uwaga: Masa plytki maleje, mimo ze cos sie na niej osadza, bo rozpuszczajacy sie Zn (65,4 g/mol) jest ciezszy od osadzajacego sie Fe (55,8 g/mol).
\n
Uwaga: W formie jonowej skroconej nie zapisuj \\ceZnSO4 ani \\ceFeSO4 - tylko jony biorace udzial w reakcji.
"}]}