{"id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad/9","paper_id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona","number":"9","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2017,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9. (0-1)\nZaprojektuj doświadczenie, którym potwierdzisz, że w uzyskanej mieszaninie substancji\nstałych znajduje się węglan.\nUzupełnij schemat doświadczenia - podkreśl wzór jednego odczynnika, którego dodanie\n(w nadmiarze) do mieszaniny znajdującej się w probówce doprowadzi do potwierdzenia\nobecności węglanu, oraz opisz zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie\ndoświadczenia.\nSchemat doświadczenia:\nH2O (c) / K2SO4 (s) / HCl (aq) / NaOH (aq)\nmieszanina substancji stałych\nZmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia:\n1\n2\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n7.\n8.\n9.\nMaks. liczba pkt\n1\n2\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nInformacja do zadań 10.-12.\nWęglany w roztworach wodnych ulegają hydrolizie anionowej, która polega na dysocjacji\nzasadowej anionu, zgodnie z równaniem:\nO\nH\nCO\n2\n2\n3 +\n⇄\n-+ OH\nHCO3\nDrugi etap hydrolizy polegający na reakcji jonu\n3\nHCO-z wodą zachodzi w tak małym\nstopniu, że nie ma wpływu na pH roztworu.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 9. (0-1)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n8. Niemetale. Zdający:\n8.9) opisuje typowe właściwości chemiczne tlenków\npierwiastków o liczbach atomowych od 1 do 30 […].\nIV etap edukacyjny - poziom podstawowy\n1. Materiały i tworzywa pochodzenia naturalnego. Zdający:\n1.4) […]; projektuje wykrycie skał wapiennych […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny wybór odczynnika (uzupełnienie schematu) oraz za poprawny opis dwóch\nróżnych zmian, w tym wydzielania się gazu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nUwaga: kolejność wymieniania obserwowanych zmian jest dowolna.\nPoprawna odpowiedź\nSchemat doświadczenia:\nH2O (c) / K2SO4 (s) / HCl (aq) / NaOH (aq)\nmieszanina substancji stałych\nZmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia:\n1. Roztwarzanie zawartości probówki. lub Roztwarzanie substancji stałej. lub Zanik\nstałej zawartości probówki.\n2. Wydziela się gaz. lub Widoczne są pęcherzyki gazu. lub Zawartość probówki pieni się.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Odczynnik do podkreślenia:** rozcieńczony kwas chlorowodorowy (**HCl**)\n\n**Obserwacje:**\n1. Po dodaniu rozcieńczonego HCl do mieszaniny - wydziela się bezbarwny gaz (widoczne pęcherzyki, \"szumowanie\").\n2. Wydzielający się gaz przeprowadzony do probówki z wodą wapienną \\(\\ce{Ca(OH)2}\\) - woda wapienna mętnieje (tworzy się biały osad \\(\\ce{CaCO3}\\)).\n\n## Sposób 1 - identyfikacja przez reakcję z kwasem i test z wodą wapienną\n\n**Krok 1. Dobór odczynnika**\n\nWęglany reagują z kwasami z wydzieleniem dwutlenku węgla \\(\\ce{CO2}\\):\n\n\\[\n\\ce{CO3^2- + 2H+ -> H2O + CO2 ^}\n\\]\n\nWybieramy **rozcieńczony HCl** - to najczęściej stosowany odczynnik w takich testach (reaguje z węglanami nawet w temperaturze pokojowej, wydziela łatwo wykrywalny gaz).\n\n**Krok 2. Reakcja w probówce z mieszaniną**\n\nDodajemy HCl w nadmiarze do mieszaniny substancji stałych:\n\n\\[\n\\ce{CaCO3(s) + 2HCl(aq) -> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) ^}\n\\]\n\n(lub ogólnie dla dowolnego węglanu \\(\\ce{M_xCO3}\\)):\n\n\\[\n\\ce{M_xCO3 + 2HCl -> M_xCl_2 + H2O + CO2 ^}\n\\]\n\n**Obserwacja:** wydziela się bezbarwny gaz, wyraźne pęcherzyki - \"szumowanie\" mieszaniny.\n\n**Krok 3. Potwierdzenie tożsamości gazu - test z wodą wapienną**\n\nWydzielający się gaz przeprowadzamy do drugiej probówki z wodą wapienną:\n\n\\[\n\\ce{CO2(g) + Ca(OH)2(aq) -> CaCO3(s) v + H2O(l)}\n\\]\n\n**Obserwacja:** woda wapienna **mętnieje** - tworzy się biały osad \\(\\ce{CaCO3}\\).\n\n**Wniosek:** obecność węglanu potwierdzona - wydzielanie bezbarwnego gazu mącącego wodę wapienną jest jednoznacznym dowodem na \\(\\ce{CO3^2-}\\).\n\n## Sposób 2 - weryfikacja (dlaczego nie wystarczy samo szumowanie)\n\nSam widok pęcherzyków nie jest wystarczającym dowodem - inne substancje też mogą reagować z kwasem z wydzieleniem gazu (np. wodorowęglany, siarczyny, metale aktywne wydzielają \\(\\ce{H2}\\)).\n\n**Dlatego kluczowy jest dwuetapowy test:**\n\n| Etap | Obserwacja | Wniosek |\n| Dodanie HCl | Szumowanie (bezbarwny gaz) | Coś reaguje z kwasem |\n| Gaz → woda wapienna | Zmętnienie | Gaz to \\(\\ce{CO2}\\) → musi być węglan (lub wodorowęglan) |\n\n> Gdyby zadanie wymagało rozróżnienia węglanu od wodorowęglanu - wystarczy delikatne ogrzewanie: wodorowęglan rozkłada się już przy ~50°C, węglan dopiero powyżej 800°C.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE - wystarczy znajomość właściwości węglanów i reakcji z kwasami.\n\nPomocniczo można odwołać się do:\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> Widać tam, które węglany są nierozpuszczalne w wodzie (np. \\(\\ce{CaCO3}\\), \\(\\ce{BaCO3}\\)) - te wystąpią w mieszaninie jako ciała stałe, co tłumaczy sens zadania (mieszanina substancji stałych, nie roztwór).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie wystarczy sama obserwacja pęcherzyków - gaz należy przeprowadzić do wody wapiennej, żeby jednoznacznie potwierdzić, że to \\(\\ce{CO2}\\), a nie \\(\\ce{H2}\\) czy \\(\\ce{SO2}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Do testu NIE używamy stężonego \\(\\ce{H2SO4}\\) - mógłby pokryć powierzchnię ciała stałego nieprzepuszczalną warstwą \\(\\ce{CaSO4}\\) i reakcja by zahamowała. Rozcieńczony \\(\\ce{HCl}\\) to klasyczny wybór.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Woda wapienna musi być przezroczysta (klarowna) przed testem - jeśli jest już mętna, wynik jest nieważny.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZa poprawny wybor odczynnika (HCl aq) oraz poprawny opis dwoch roznych zmian, w tym wydzielania sie gazu - 1 pkt. Kolejnosc opisu zmian dowolna. Za odpowiedz niepelna lub bledna - 0 pkt.","image":"img/chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad-9.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2017 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 9. (0-1)
Zaprojektuj doświadczenie, którym potwierdzisz, że w uzyskanej mieszaninie substancji
stałych znajduje się węglan.
Uzupełnij schemat doświadczenia - podkreśl wzór jednego odczynnika, którego dodanie
(w nadmiarze) do mieszaniny znajdującej się w probówce doprowadzi do potwierdzenia
obecności węglanu, oraz opisz zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie
doświadczenia.
Schemat doświadczenia:
H2O (c) / K2SO4 (s) / HCl (aq) / NaOH (aq)
mieszanina substancji stałych
Zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia:
1
2
Wypełnia
egzaminator
Nr zadania
7.
8.
9.
Maks. liczba pkt
1
2
1
Uzyskana liczba pkt
MCH_1R
Informacja do zadań 10.-12.
Węglany w roztworach wodnych ulegają hydrolizie anionowej, która polega na dysocjacji
zasadowej anionu, zgodnie z równaniem:
O
H
CO
2
2
3 +
⇄
-+ OH
HCO3
Drugi etap hydrolizy polegający na reakcji jonu
3
HCO-z wodą zachodzi w tak małym
stopniu, że nie ma wpływu na pH roztworu.

","answer_text_html":"

Zadanie 9. (0-1)
III. Opanowanie
czynności
praktycznych.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Niemetale. Zdający:
\n

8.9) opisuje typowe właściwości chemiczne tlenków
pierwiastków o liczbach atomowych od 1 do 30 […].
IV etap edukacyjny - poziom podstawowy

\n
  1. Materiały i tworzywa pochodzenia naturalnego. Zdający:
\n

1.4) […]; projektuje wykrycie skał wapiennych […].
Schemat punktowania
1 p. - za poprawny wybór odczynnika (uzupełnienie schematu) oraz za poprawny opis dwóch
różnych zmian, w tym wydzielania się gazu.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Uwaga: kolejność wymieniania obserwowanych zmian jest dowolna.
Poprawna odpowiedź
Schemat doświadczenia:
H2O (c) / K2SO4 (s) / HCl (aq) / NaOH (aq)
mieszanina substancji stałych
Zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia:

\n
  1. Roztwarzanie zawartości probówki. lub Roztwarzanie substancji stałej. lub Zanik
\n

stałej zawartości probówki.

\n
  1. Wydziela się gaz. lub Widoczne są pęcherzyki gazu. lub Zawartość probówki pieni się.
","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

Odczynnik do podkreślenia: rozcieńczony kwas chlorowodorowy (HCl)

\n

Obserwacje:

\n
  1. Po dodaniu rozcieńczonego HCl do mieszaniny - wydziela się bezbarwny gaz (widoczne pęcherzyki, "szumowanie").
  2. Wydzielający się gaz przeprowadzony do probówki z wodą wapienną \\ceCa(OH)2 - woda wapienna mętnieje (tworzy się biały osad \\ceCaCO3).
\n

Sposób 1 - identyfikacja przez reakcję z kwasem i test z wodą wapienną

\n

Krok 1. Dobór odczynnika

\n

Węglany reagują z kwasami z wydzieleniem dwutlenku węgla \\ceCO2:

\n
\\ceCO32−+2H+−>H2O+CO2}
\n

Wybieramy rozcieńczony HCl - to najczęściej stosowany odczynnik w takich testach (reaguje z węglanami nawet w temperaturze pokojowej, wydziela łatwo wykrywalny gaz).

\n

Krok 2. Reakcja w probówce z mieszaniną

\n

Dodajemy HCl w nadmiarze do mieszaniny substancji stałych:

\n
\\ceCaCO3(s)+2HCl(aq)−>CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)}
\n

(lub ogólnie dla dowolnego węglanu \\ceMxCO3):

\n
\\ceMxCO3+2HCl−>MxCl2+H2O+CO2}
\n

Obserwacja: wydziela się bezbarwny gaz, wyraźne pęcherzyki - "szumowanie" mieszaniny.

\n

Krok 3. Potwierdzenie tożsamości gazu - test z wodą wapienną

\n

Wydzielający się gaz przeprowadzamy do drugiej probówki z wodą wapienną:

\n
\\ceCO2(g)+Ca(OH)2(aq)−>CaCO3(s)v+H2O(l)
\n

Obserwacja: woda wapienna mętnieje - tworzy się biały osad \\ceCaCO3.

\n

Wniosek: obecność węglanu potwierdzona - wydzielanie bezbarwnego gazu mącącego wodę wapienną jest jednoznacznym dowodem na \\ceCO32−.

\n

Sposób 2 - weryfikacja (dlaczego nie wystarczy samo szumowanie)

\n

Sam widok pęcherzyków nie jest wystarczającym dowodem - inne substancje też mogą reagować z kwasem z wydzieleniem gazu (np. wodorowęglany, siarczyny, metale aktywne wydzielają \\ceH2).

\n

Dlatego kluczowy jest dwuetapowy test:

\n

| Etap | Obserwacja | Wniosek |
| Dodanie HCl | Szumowanie (bezbarwny gaz) | Coś reaguje z kwasem |
| Gaz → woda wapienna | Zmętnienie | Gaz to \\ceCO2 → musi być węglan (lub wodorowęglan) |

\n
Gdyby zadanie wymagało rozróżnienia węglanu od wodorowęglanu - wystarczy delikatne ogrzewanie: wodorowęglan rozkłada się już przy ~50°C, węglan dopiero powyżej 800°C.
\n

Wzory z karty CKE

\n

W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE - wystarczy znajomość właściwości węglanów i reakcji z kwasami.

\n

Pomocniczo można odwołać się do:

\n
📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
Widać tam, które węglany są nierozpuszczalne w wodzie (np. \\ceCaCO3, \\ceBaCO3) - te wystąpią w mieszaninie jako ciała stałe, co tłumaczy sens zadania (mieszanina substancji stałych, nie roztwór).
\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Nie wystarczy sama obserwacja pęcherzyków - gaz należy przeprowadzić do wody wapiennej, żeby jednoznacznie potwierdzić, że to \\ceCO2, a nie \\ceH2 czy \\ceSO2.
\n
⚠️ Uwaga: Do testu NIE używamy stężonego \\ceH2SO4 - mógłby pokryć powierzchnię ciała stałego nieprzepuszczalną warstwą \\ceCaSO4 i reakcja by zahamowała. Rozcieńczony \\ceHCl to klasyczny wybór.
\n
⚠️ Uwaga: Woda wapienna musi być przezroczysta (klarowna) przed testem - jeśli jest już mętna, wynik jest nieważny.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

Za poprawny wybor odczynnika (HCl aq) oraz poprawny opis dwoch roznych zmian, w tym wydzielania sie gazu - 1 pkt. Kolejnosc opisu zmian dowolna. Za odpowiedz niepelna lub bledna - 0 pkt.

"}]}