{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/18.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"18.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nUzupełnij schemat doświadczenia. Wybierz i zaznacz w podanym zestawie wzór jednego\nodczynnika, którego zastosowanie spowodowało efekty opisane w informacji.\nWybrany odczynnik: KOH (aq) / stężony HCl (aq) / CaCl2 (aq)","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za uzupełnienie schematu doświadczenia - poprawny wybór i zaznaczenie wzoru\nodczynnika.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nWybrany odczynnik: KOH (aq) / stężony HCl (aq) / CaCl2 (aq)","solution":"## Poprawna odpowiedź: stężony HCl (aq)\n\n## Sposób 1 - Analiza właściwości kwasowo-zasadowych soli\n\n**Klucz do zadania:** zarówno \\ce{Na2SO3}, jak i \\ce{Na2SiO3} to sole kwasów słabszych niż \\ce{HCl}. Mocny kwas wypiera słabszy kwas z jego soli.\n\n**Probówka I - \\ce{Na2SO3} + stężony \\ce{HCl}:**\n\nKwas siarkowy(IV) \\ce{H2SO3} jest kwasem słabszym niż \\ce{HCl}, więc \\ce{HCl} go wypiera. \\ce{H2SO3} jest niestabilny i natychmiast rozkłada się na \\ce{SO2} i wodę:\n\n\\[\\ce{Na2SO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + SO2 ^}\\]\n\n**Efekt:** wydziela się bezbarwny gaz \\ce{SO2} o charakterystycznym duszącym zapachu. **Brak osadu.**\n\n**Probówka II - \\ce{Na2SiO3} + stężony \\ce{HCl}:**\n\nKwas krzemowy(IV) \\ce{H2SiO3} jest kwasem słabszym niż \\ce{HCl}, więc \\ce{HCl} go wypiera. \\ce{H2SiO3} jest **nierozpuszczalny w wodzie** - wytrąca się jako biały galaretowaty osad:\n\n\\[\\ce{Na2SiO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2SiO3 v}\\]\n\n**Efekt:** biały galaretowaty osad kwasu krzemowego(IV). **Jest osad.**\n\n**Sprawdzenie wszystkich warunków:**\n\n| Warunek | Spełniony? |\n| Reakcja zaszła w obu probówkach | ✓ (w I gaz, w II osad) |\n| Przebieg różny dla obu probówek | ✓ (gaz ≠ osad) |\n| Osad tylko w jednej probówce | ✓ (tylko w II - \\ce{H2SiO3}) |\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez eliminację pozostałych odczynników\n\n**KOH(aq):**\n- \\ce{KOH} + \\ce{Na2SO3}: obie substancje są zasadowe/obojętne → brak reakcji\n- \\ce{KOH} + \\ce{Na2SiO3}: obie zasadowe → brak reakcji\n\nWarunek \"reakcja zaszła w każdej probówce\" **nie jest spełniony** → KOH odpada.\n\n**\\ce{CaCl2}(aq):**\n- \\ce{CaCl2} + \\ce{Na2SO3} → \\ce{CaSO3 v} + \\ce{2NaCl}: siarczan(IV) wapnia jest **trudno rozpuszczalny** → **osad**\n- \\ce{CaCl2} + \\ce{Na2SiO3} → \\ce{CaSiO3 v} + \\ce{2NaCl}: krzemian wapnia jest **nierozpuszczalny** → **osad**\n\nWarunek \"osad tylko w jednej probówce\" **nie jest spełniony** (byłby w obu) → \\ce{CaCl2} odpada.\n\nPozostaje tylko **stężony \\ce{HCl}** - jedyny odczynnik spełniający wszystkie trzy warunki.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\nOdczytamy, że \\ce{CaSO3} i \\ce{CaSiO3} są trudno rozpuszczalne (symbol \"t\" lub \"-\") - potwierdza, dlaczego \\ce{CaCl2} dawałby osady w obu probówkach, co eliminuje ten odczynnik.\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:**\n\\ce{H2SO3}: \\(pK_{a1} \\approx 1{,}82\\), \\ce{H2SiO3}: \\(pK_{a1} \\approx 9{,}9\\)\nOba kwasy słabsze niż \\ce{HCl} (\\(pK_a \\approx -7\\)) - \\ce{HCl} wypiera oba z ich soli. Siarczan(IV) sodu reaguje z uwolnieniem gazu (niestabilny \\ce{H2SO3} → \\ce{SO2} + \\ce{H2O}), krzemian - z osadowaniem nierozpuszczalnego \\ce{H2SiO3}.\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych liczbowych wartości z karty - wystarczy znajomość reguły: **mocny kwas wypiera słabszy kwas z jego soli**.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Odczynnik | Błąd |\n| **KOH(aq)** | KOH jest zasadą - nie reaguje z solami mocnej zasady (\\ce{Na2SO3}, \\ce{Na2SiO3} to sole zasady \\ce{NaOH}). Żadna reakcja w żadnej probówce. |\n| **\\ce{CaCl2}(aq)** | \\ce{CaCl2} dawałby osad w **obu** probówkach: \\ce{CaSO3} i \\ce{CaSiO3} są nierozpuszczalne. Sprzeczne z warunkiem \"osad tylko w jednej probówce\". |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wybor i zaznaczenie wzoru odczynnika.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wybrany odczynnik to **stezony HCl(aq)** (probowka I - Na2SO3, probowka II - Na2SiO3).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{Na2SO3} to siarczan(IV) sodu (**siarczyn**), NIE siarczan(VI) (\\ce{Na2SO4}). Reakcja z HCl daje \\ce{SO2} (gaz o charakterystycznym zapachu), a nie bezwonny \\ce{SO3}/\\ce{H2SO4}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często myślą, że \\ce{CaCl2} zadziałałby dobrze, bo \"sole wapnia wytrącają się\". To prawda - ale **w obu probówkach**, co dyskwalifikuje ten odczynnik.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kwas krzemowy \\ce{H2SiO3} to **galaretowaty biały osad** - bardzo charakterystyczny dla reakcji \\ce{SiO3^2-} z kwasami. To odróżnia go od \\ce{SO2}, który jest gazem - efekty wizualnie całkowicie różne, co spełnia warunek \"różny przebieg doświadczenia\".","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-18.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 18.1. (0-1)
Uzupełnij schemat doświadczenia. Wybierz i zaznacz w podanym zestawie wzór jednego
odczynnika, którego zastosowanie spowodowało efekty opisane w informacji.
Wybrany odczynnik: KOH (aq) / stężony HCl (aq) / CaCl2 (aq)

","answer_text_html":"

Zadanie 18.1. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za uzupełnienie schematu doświadczenia - poprawny wybór i zaznaczenie wzoru
odczynnika.
0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Wybrany odczynnik: KOH (aq) / stężony HCl (aq) / CaCl2 (aq)

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

Poprawna odpowiedź: stężony HCl (aq)

\n

Sposób 1 - Analiza właściwości kwasowo-zasadowych soli

\n

Klucz do zadania: zarówno \\ce{Na2SO3}, jak i \\ce{Na2SiO3} to sole kwasów słabszych niż \\ce{HCl}. Mocny kwas wypiera słabszy kwas z jego soli.

\n

Probówka I - \\ce{Na2SO3} + stężony \\ce{HCl}:

\n

Kwas siarkowy(IV) \\ce{H2SO3} jest kwasem słabszym niż \\ce{HCl}, więc \\ce{HCl} go wypiera. \\ce{H2SO3} jest niestabilny i natychmiast rozkłada się na \\ce{SO2} i wodę:

\n
\\ceNa2SO3+2HCl−>2NaCl+H2O+SO2}
\n

Efekt: wydziela się bezbarwny gaz \\ce{SO2} o charakterystycznym duszącym zapachu. Brak osadu.

\n

Probówka II - \\ce{Na2SiO3} + stężony \\ce{HCl}:

\n

Kwas krzemowy(IV) \\ce{H2SiO3} jest kwasem słabszym niż \\ce{HCl}, więc \\ce{HCl} go wypiera. \\ce{H2SiO3} jest nierozpuszczalny w wodzie - wytrąca się jako biały galaretowaty osad:

\n
\\ceNa2SiO3+2HCl−>2NaCl+H2SiO3v
\n

Efekt: biały galaretowaty osad kwasu krzemowego(IV). Jest osad.

\n

Sprawdzenie wszystkich warunków:

\n

| Warunek | Spełniony? |
| Reakcja zaszła w obu probówkach | ✓ (w I gaz, w II osad) |
| Przebieg różny dla obu probówek | ✓ (gaz ≠ osad) |
| Osad tylko w jednej probówce | ✓ (tylko w II - \\ce{H2SiO3}) |

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez eliminację pozostałych odczynników

\n

KOH(aq):

\n\n

Warunek "reakcja zaszła w każdej probówce" nie jest spełniony → KOH odpada.

\n

\\ce{CaCl2}(aq):

\n\n

Warunek "osad tylko w jednej probówce" nie jest spełniony (byłby w obu) → \\ce{CaCl2} odpada.

\n

Pozostaje tylko stężony \\ce{HCl} - jedyny odczynnik spełniający wszystkie trzy warunki.

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
Odczytamy, że \\ce{CaSO3} i \\ce{CaSiO3} są trudno rozpuszczalne (symbol "t" lub "-") - potwierdza, dlaczego \\ce{CaCl2} dawałby osady w obu probówkach, co eliminuje ten odczynnik.

\n

📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:
\\ce{H2SO3}: pKa1≈1,82, \\ce{H2SiO3}: pKa1≈9,9
Oba kwasy słabsze niż \\ce{HCl} (pKa≈−7) - \\ce{HCl} wypiera oba z ich soli. Siarczan(IV) sodu reaguje z uwolnieniem gazu (niestabilny \\ce{H2SO3} → \\ce{SO2} + \\ce{H2O}), krzemian - z osadowaniem nierozpuszczalnego \\ce{H2SiO3}.

\n

W tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych liczbowych wartości z karty - wystarczy znajomość reguły: mocny kwas wypiera słabszy kwas z jego soli.

\n

Dlaczego inne odpowiedzi są błędne

\n

| Odczynnik | Błąd |
| KOH(aq) | KOH jest zasadą - nie reaguje z solami mocnej zasady (\\ce{Na2SO3}, \\ce{Na2SiO3} to sole zasady \\ce{NaOH}). Żadna reakcja w żadnej probówce. |
| \\ce{CaCl2}(aq) | \\ce{CaCl2} dawałby osad w obu probówkach: \\ce{CaSO3} i \\ce{CaSiO3} są nierozpuszczalne. Sprzeczne z warunkiem "osad tylko w jednej probówce". |

\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawny wybor i zaznaczenie wzoru odczynnika.
0 pkt - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: wybrany odczynnik to stezony HCl(aq) (probowka I - Na2SO3, probowka II - Na2SiO3).

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: \\ce{Na2SO3} to siarczan(IV) sodu (siarczyn), NIE siarczan(VI) (\\ce{Na2SO4}). Reakcja z HCl daje \\ce{SO2} (gaz o charakterystycznym zapachu), a nie bezwonny \\ce{SO3}/\\ce{H2SO4}.
\n
⚠️ Uwaga: Uczniowie często myślą, że \\ce{CaCl2} zadziałałby dobrze, bo "sole wapnia wytrącają się". To prawda - ale w obu probówkach, co dyskwalifikuje ten odczynnik.
\n
⚠️ Uwaga: Kwas krzemowy \\ce{H2SiO3} to galaretowaty biały osad - bardzo charakterystyczny dla reakcji \\ce{SiO3^2-} z kwasami. To odróżnia go od \\ce{SO2}, który jest gazem - efekty wizualnie całkowicie różne, co spełnia warunek "różny przebieg doświadczenia".
"}]}