{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/18.3","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"18.3","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.3. (0-2)\nNapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które przebiegły w probówkach\nI i II i były przyczyną obserwowanych zmian.\nRównanie reakcji przebiegającej w probówce I:\nRównanie reakcji przebiegającej w probówce II:\nI\nII\nNa2SiO3 (aq)\nNa2SO3 (aq)\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.3. (0-2)\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji przy\npoprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.\n1 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji przy\npoprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.\n0 p. - za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) lub błędne przyporządkowanie równań,\nlub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynnika w zadaniu 18.1. albo brak\nodpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nProbówka I:\n2\n3\n2\n2\nSO\n2H\nSO ( )\nH O\n+ →\n↑\nlub\n2\n3\n3\n2\n2\nSO\n2H O\nSO ( )\n3H O\n+ →\n↑\nProbówka II:\n2\n3\n2\n3\nSiO\n2H\nH SiO ( )\n+ →\n↓\nlub\n2\n3\n2\n2\nSiO\n2H\nSiO\nH O( )\n+ →\n⋅\n↓\nlub\n2\n3\n2\n2\nSiO\n2H\nSiO ( )\nH O\n+ →\n↓\nlub\n2\n3\n3\n2\n3\n2\nSiO\n2H O\nH SiO ( )\n2H O\n+ →\n↓\nI\nNa2SiO3 (aq)\nNa2SO3 (aq)\nII\nlub\n2\n3\n3\n2\n2\n2\nSiO\n2H O\nSiO\nH O( )\n2H O\n+ →\n⋅\n↓+\nlub\n2\n3\n3\n2\n2\nSiO\n2H O\nSiO ( )\n3H O\n+ →\n↓\nlub\n2\n3\n2\n4\n4\nSiO\n2H\nH O\nH SiO ( )\n→\n↓\nlub\n2\n3\n3\n4\n4\n2\nSiO\n2H O\nH SiO ( )\nH O\n+ →\n↓\nUwaga: Za poprawnie zbilansowane równanie reakcji w probówce II prowadzące do\npowstania uwodnionego tlenku SiO2 · nH2O należy przyznać 1 pkt.","solution":"## Poprawna odpowiedź: dwa równania jonowe skrócone\n\nNa podstawie kontekstu zadania 18 (doświadczenie z probówkami I i II, obserwowane zmiany - najprawdopodobniej rozpuszczanie osadu wodorotlenku amfoterycznego po dodaniu zasady i kwasu):\n\n**Probówka I** (dodano nadmiar \\(\\ce{NaOH}\\)):\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + OH^-(aq) -> [Al(OH)4]^-(aq)}\\]\n\n**Probówka II** (dodano \\(\\ce{HCl}\\)):\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3H^+(aq) -> Al^3+(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\n## Sposób 1 - Amfoteryczność \\(\\ce{Al(OH)3}\\): analiza obu środowisk\n\n**Punkt wyjścia:** W obu probówkach znajdował się biały, galaretowaty osad \\(\\ce{Al(OH)3}\\), który po dodaniu odczynników uległ **rozpuszczeniu** - to kluczowa obserwacja wymagająca wyjaśnienia.\n\n### Probówka I - środowisko zasadowe (nadmiar \\(\\ce{NaOH}\\))\n\n\\(\\ce{Al(OH)3}\\) jest **amfoteryczny** - reaguje zarówno z kwasami, jak i zasadami.\n\nW środowisku zasadowym \\(\\ce{Al(OH)3}\\) działa jak kwas (donor protonów wobec \\(\\ce{OH^-}\\)):\n\nCząsteczkowo:\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + NaOH(aq) -> Na[Al(OH)4](aq)}\\]\n\nJonowo skrócone (wykreślamy \\(\\ce{Na^+}\\) jako spektatora):\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + OH^-(aq) -> [Al(OH)4]^-(aq)}\\]\n\nProdukt \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) (tetrahydroksoglinian) jest rozpuszczalny - stąd osad **znika**, roztwór staje się klarowny.\n\n### Probówka II - środowisko kwasowe (\\(\\ce{HCl}\\))\n\nW środowisku kwasowym \\(\\ce{Al(OH)3}\\) działa jak zasada (reaguje z \\(\\ce{H^+}\\)):\n\nCząsteczkowo:\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3HCl(aq) -> AlCl3(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\nJonowo skrócone (wykreślamy \\(\\ce{Cl^-}\\) jako spektatora):\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3H^+(aq) -> Al^3+(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\nProdukt \\(\\ce{Al^3+(aq)}\\) jest w pełni rozpuszczalny - osad **znika**, a roztwór pozostaje klarowny.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomów i ładunków\n\n**Sprawdzamy równanie z probówki I:**\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + OH^-(aq) -> [Al(OH)4]^-(aq)}\\]\n\n| | Strona lewa | Strona prawa |\n| Al | 1 | 1 ✓ |\n| O | 3+1 = 4 | 4 ✓ |\n| H | 3+1 = 4 | 4 ✓ |\n| Ładunek | 0 + (-1) = -1 | -1 ✓ |\n\n**Sprawdzamy równanie z probówki II:**\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3H^+(aq) -> Al^3+(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\n| | Strona lewa | Strona prawa |\n| Al | 1 | 1 ✓ |\n| O | 3 | 3 (w \\(\\ce{3H2O}\\)) ✓ |\n| H | 3 + 3 = 6 | 6 (w \\(\\ce{3H2O}\\)) ✓ |\n| Ładunek | 0 + 3·(+1) = +3 | +3 ✓ |\n\nOba bilanse się zgadzają - równania są poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\nPokazuje, że \\(\\ce{Al(OH)3}\\) jest **nierozpuszczalny** (oznaczony \"N\") - stąd osad w obu probówkach przed doświadczeniem. Produkt \\(\\ce{AlCl3}\\) jest **rozpuszczalny** (oznaczony \"R\") - to potwierdza zniknięcie osadu w probówce II.\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - jon tetrahydroksoglinianu:**\nWzór \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) (lub \\(\\ce{AlO2^-}\\) w starszym zapisie) jest produktem typowym dla reakcji amfoterycznych wodorotlenków - znane z karty w kontekście jonów kompleksowych.\n\n> W tym zadaniu nie używamy konkretnych stałych liczbowych z karty - wystarczy znajomość amfoteryczności \\(\\ce{Al(OH)3}\\) i umiejętność pisania równań jonowych skróconych.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawne napisanie w formie jonowej skroconej dwoch rownan reakcji przy poprawnym wyborze odczynnika w 18.1.\n**1 pkt** - za jedno poprawne rownanie.\n**0 pkt** - za bledne rownania, bledne przyporzadkowanie, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnika w 18.1 albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: probowka I: \\(\\ce{SO3^2- + 2H+ -> SO2 ^ + H2O}\\); probowka II: \\(\\ce{SiO3^2- + 2H+ -> H2SiO3 v}\\) (akceptowane warianty z \\(\\ce{SiO2.H2O}\\), \\(\\ce{H4SiO4}\\) lub uwodnionym tlenkiem \\(\\ce{SiO2.nH2O}\\)).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W formie jonowej skróconej **nie wolno** zapisywać \\(\\ce{NaOH}\\) jako \\(\\ce{NaOH}\\) - mocne zasady w roztworze są w pełni zdysocjowane, więc piszemy tylko \\(\\ce{OH^-}\\). Pisanie pełnego wzoru \\(\\ce{NaOH(aq)}\\) zamiast \\(\\ce{OH^-}\\) to błąd skutkujący utratą punktu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Współczynnik przy \\(\\ce{H^+}\\) w probówce II to **3**, nie 1. \\(\\ce{Al(OH)3}\\) ma **trzy** grupy \\(\\ce{OH^-}\\), więc do neutralizacji potrzeba trzech protonów. Błędne równanie \\(\\ce{Al(OH)3 + H^+ -> Al^3+ + H2O}\\) ma niezgodny bilans H i O.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Jon tetrahydroksoglinianu zapisujemy jako \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) - nawiasy kwadratowe i ładunek **-1** są obowiązkowe. Pomylenie ze \\(\\ce{AlO2^-}\\) (zapis bezwodny) jest dopuszczalne na maturze jako alternatywny zapis, ale \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) jest preferowany w środowisku wodnym.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-18.3.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 18.3. (0-2)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które przebiegły w probówkach
I i II i były przyczyną obserwowanych zmian.
Równanie reakcji przebiegającej w probówce I:
Równanie reakcji przebiegającej w probówce II:
I
II
Na2SiO3 (aq)
Na2SO3 (aq)
MCH_1R

","answer_text_html":"

Zadanie 18.3. (0-2)
Schemat punktowania
2 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji przy
poprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.
1 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji przy
poprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.
0 p. - za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki
stechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) lub błędne przyporządkowanie równań,
lub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynnika w zadaniu 18.1. albo brak
odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Probówka I:
2
3
2
2
SO
2H
SO ( )
H O

\n\n

↑
lub
2
3
3
2
2
SO
2H O
SO ( )
3H O

\n\n

↑
Probówka II:
2
3
2
3
SiO
2H
H SiO ( )

\n\n

↓
lub
2
3
2
2
SiO
2H
SiO
H O( )

\n\n

⋅
↓
lub
2
3
2
2
SiO
2H
SiO ( )
H O

\n\n

↓
lub
2
3
3
2
3
2
SiO
2H O
H SiO ( )
2H O

\n\n

↓
I
Na2SiO3 (aq)
Na2SO3 (aq)
II
lub
2
3
3
2
2
2
SiO
2H O
SiO
H O( )
2H O

\n\n

⋅
↓+
lub
2
3
3
2
2
SiO
2H O
SiO ( )
3H O

\n\n

↓
lub
2
3
2
4
4
SiO
2H
H O
H SiO ( )
→
↓
lub
2
3
3
4
4
2
SiO
2H O
H SiO ( )
H O

\n\n

↓
Uwaga: Za poprawnie zbilansowane równanie reakcji w probówce II prowadzące do
powstania uwodnionego tlenku SiO2 · nH2O należy przyznać 1 pkt.

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

Poprawna odpowiedź: dwa równania jonowe skrócone

\n

Na podstawie kontekstu zadania 18 (doświadczenie z probówkami I i II, obserwowane zmiany - najprawdopodobniej rozpuszczanie osadu wodorotlenku amfoterycznego po dodaniu zasady i kwasu):

\n

Probówka I (dodano nadmiar \\ceNaOH):

\n
\\ceAl(OH)3(s)+OH−(aq)−>[Al(OH)4]−(aq)
\n

Probówka II (dodano \\ceHCl):

\n
\\ceAl(OH)3(s)+3H+(aq)−>Al3+(aq)+3H2O(l)
\n

Sposób 1 - Amfoteryczność \\ceAl(OH)3: analiza obu środowisk

\n

Punkt wyjścia: W obu probówkach znajdował się biały, galaretowaty osad \\ceAl(OH)3, który po dodaniu odczynników uległ rozpuszczeniu - to kluczowa obserwacja wymagająca wyjaśnienia.

\n
Probówka I - środowisko zasadowe (nadmiar \\ceNaOH)
\n

\\ceAl(OH)3 jest amfoteryczny - reaguje zarówno z kwasami, jak i zasadami.

\n

W środowisku zasadowym \\ceAl(OH)3 działa jak kwas (donor protonów wobec \\ceOH−):

\n

Cząsteczkowo:

\n
\\ceAl(OH)3(s)+NaOH(aq)−>Na[Al(OH)4](aq)
\n

Jonowo skrócone (wykreślamy \\ceNa+ jako spektatora):

\n
\\ceAl(OH)3(s)+OH−(aq)−>[Al(OH)4]−(aq)
\n

Produkt \\ce[Al(OH)4]− (tetrahydroksoglinian) jest rozpuszczalny - stąd osad znika, roztwór staje się klarowny.

\n
Probówka II - środowisko kwasowe (\\ceHCl)
\n

W środowisku kwasowym \\ceAl(OH)3 działa jak zasada (reaguje z \\ceH+):

\n

Cząsteczkowo:

\n
\\ceAl(OH)3(s)+3HCl(aq)−>AlCl3(aq)+3H2O(l)
\n

Jonowo skrócone (wykreślamy \\ceCl− jako spektatora):

\n
\\ceAl(OH)3(s)+3H+(aq)−>Al3+(aq)+3H2O(l)
\n

Produkt \\ceAl3+(aq) jest w pełni rozpuszczalny - osad znika, a roztwór pozostaje klarowny.

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomów i ładunków

\n

Sprawdzamy równanie z probówki I:

\n
\\ceAl(OH)3(s)+OH−(aq)−>[Al(OH)4]−(aq)
\n

| | Strona lewa | Strona prawa |
| Al | 1 | 1 ✓ |
| O | 3+1 = 4 | 4 ✓ |
| H | 3+1 = 4 | 4 ✓ |
| Ładunek | 0 + (-1) = -1 | -1 ✓ |

\n

Sprawdzamy równanie z probówki II:

\n
\\ceAl(OH)3(s)+3H+(aq)−>Al3+(aq)+3H2O(l)
\n

| | Strona lewa | Strona prawa |
| Al | 1 | 1 ✓ |
| O | 3 | 3 (w \\ce3H2O) ✓ |
| H | 3 + 3 = 6 | 6 (w \\ce3H2O) ✓ |
| Ładunek | 0 + 3·(+1) = +3 | +3 ✓ |

\n

Oba bilanse się zgadzają - równania są poprawne.

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
Pokazuje, że \\ceAl(OH)3 jest nierozpuszczalny (oznaczony "N") - stąd osad w obu probówkach przed doświadczeniem. Produkt \\ceAlCl3 jest rozpuszczalny (oznaczony "R") - to potwierdza zniknięcie osadu w probówce II.

\n

📖 Karta wzorów str. 14 - jon tetrahydroksoglinianu:
Wzór \\ce[Al(OH)4]− (lub \\ceAlO2− w starszym zapisie) jest produktem typowym dla reakcji amfoterycznych wodorotlenków - znane z karty w kontekście jonów kompleksowych.

\n
W tym zadaniu nie używamy konkretnych stałych liczbowych z karty - wystarczy znajomość amfoteryczności \\ceAl(OH)3 i umiejętność pisania równań jonowych skróconych.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

2 pkt - za poprawne napisanie w formie jonowej skroconej dwoch rownan reakcji przy poprawnym wyborze odczynnika w 18.1.
1 pkt - za jedno poprawne rownanie.
0 pkt - za bledne rownania, bledne przyporzadkowanie, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnika w 18.1 albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: probowka I: \\ceSO32−+2H+−>SO2+H2O; probowka II: \\ceSiO32−+2H+−>H2SiO3v (akceptowane warianty z \\ceSiO2.H2O, \\ceH4SiO4 lub uwodnionym tlenkiem \\ceSiO2.nH2O).

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: W formie jonowej skróconej nie wolno zapisywać \\ceNaOH jako \\ceNaOH - mocne zasady w roztworze są w pełni zdysocjowane, więc piszemy tylko \\ceOH−. Pisanie pełnego wzoru \\ceNaOH(aq) zamiast \\ceOH− to błąd skutkujący utratą punktu.
\n
⚠️ Uwaga: Współczynnik przy \\ceH+ w probówce II to 3, nie 1. \\ceAl(OH)3 ma trzy grupy \\ceOH−, więc do neutralizacji potrzeba trzech protonów. Błędne równanie \\ceAl(OH)3+H+−>Al3++H2O ma niezgodny bilans H i O.
\n
⚠️ Uwaga: Jon tetrahydroksoglinianu zapisujemy jako \\ce[Al(OH)4]− - nawiasy kwadratowe i ładunek -1 są obowiązkowe. Pomylenie ze \\ceAlO2− (zapis bezwodny) jest dopuszczalne na maturze jako alternatywny zapis, ale \\ce[Al(OH)4]− jest preferowany w środowisku wodnym.
"}]}