{"id":"chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad/8","paper_id":"chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona","number":"8","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2020,"month":"czerwiec","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 8. (0-1)\nW środowisku alkalicznym jod utlenia ilościowo metanal do kwasu metanowego. Czynnikiem\nutleniającym jest anion jodanowy(I), który powstaje w reakcji jodu cząsteczkowego z anionami\nhydroksylowymi. Przebieg opisanych przemian można zilustrować następującymi równaniami:\nreakcja 1.:\n2\n2\nI\n2OH\nIO\nI\nH O\n→\nreakcja 2.:\n2\nHCHO\nIO\nOH\nHCOO\nI\nH O\n→\nNa podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,\nWarszawa 1998.\nNapisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie opisanego utleniania metanalu\njodem w środowisku alkalicznym i określ stosunek masowy, w jakim metanal reaguje\nz jodem.\nRównanie reakcji:\nStosunek masowy metanalu i jodu\n2\nHCHO\nI\n:\nm\nm\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n4.1.\n4.2.\n5.\n6.\n7.\n8.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n2\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 8. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nI Wykorzystywanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6.5) stosuje zasady bilansu elektronowego - dobiera\nwspółczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji\nutleniania-redukcji (w formie cząsteczkowej i jonowej).\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.5) dokonuje interpretacji […] ilościowej równania reakcji\nw ujęciu molowym, masowym […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie w formie jonowej skróconej sumarycznego równania przemiany\ni poprawne określenie stosunku masowego.\n0 pkt - odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nRównanie reakcji:\n→\n2\n2\nHCHO\nI\n3OH\nHCOO\n2I\n2H O\nStosunek masowy metanalu i jodu\n2\nHCHO\nI\n:\nm\nm\n30 : 254 ALBO 30 : 253,8 ALBO 15 : 127\nALBO 1 : 8,47 ALBO w postaci ułamka zwykłego lub dziesiętnego (0,118 ALBO 0,12)","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nRównanie jonowe skrócone:\n\n\\[\\ce{HCHO + I2 + 3OH- -> HCOO- + 2I- + 2H2O}\\]\n\nStosunek masowy: \\(m(\\ce{HCHO}) : m(\\ce{I2}) = 15 : 127\\)\n\n## Sposób 1 - Metoda bilansowania redoks (półreakcje)\n\n**Krok 1 - Ustal stopnie utlenienia.**\n\nW metanalu \\(\\ce{HCHO}\\): atom C ma stopień utlenienia 0 (H: +1, O: -2 → C = 0).\n\nW mrówczanie \\(\\ce{HCOO-}\\): \\(+1 + C + 2 \\cdot (-2) = -1\\), więc C = **+2**.\n\nW \\(\\ce{I2}\\): jod ma stopień 0, w \\(\\ce{I-}\\): **-1**.\n\n**Krok 2 - Zapisz półreakcje.**\n\nUtlenianie (HCHO → HCOO⁻, C traci 2e⁻):\n\n\\[\\ce{HCHO + 3OH- -> HCOO- + 2H2O + 2e-}\\]\n\nSprawdzenie bilansu ładunków: lewa = -3, prawa = -1 - 2 = -3 ✓\nSprawdzenie H: lewa 2+3=5, prawa 1+4=5 ✓\nSprawdzenie O: lewa 1+3=4, prawa 2+2=4 ✓\n\nRedukcja (I₂ pobiera 2e⁻):\n\n\\[\\ce{I2 + 2e- -> 2I-}\\]\n\n**Krok 3 - Dodaj półreakcje.**\n\nElektrony bilansują się 1:1 (obie półreakcje razy 1):\n\n\\[\\ce{HCHO + I2 + 3OH- -> HCOO- + 2I- + 2H2O}\\]\n\n**Krok 4 - Oblicz stosunek masowy.**\n\n\\[n(\\ce{HCHO}) : n(\\ce{I2}) = 1 : 1\\]\n\n\\[m(\\ce{HCHO}) : m(\\ce{I2}) = M(\\ce{HCHO}) : M(\\ce{I2}) = 30 \\text{ g/mol} : 254 \\text{ g/mol} = 15 : 127\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomowy i ładunkowy\n\nSprawdzamy równanie \\(\\ce{HCHO + I2 + 3OH- -> HCOO- + 2I- + 2H2O}\\):\n\n| Pierwiastek / Ładunek | Lewa strona | Prawa strona |\n| C | 1 | 1 ✓ |\n| H | 2 + 3 = 5 | 1 + 4 = 5 ✓ |\n| O | 1 + 3 = 4 | 2 + 2 = 4 ✓ |\n| I | 2 | 2 ✓ |\n| Ładunek | 0 + 0 + (-3) = -3 | -1 + (-2) + 0 = -3 ✓ |\n\nWeryfikacja bilansu elektronowego:\n- C: 0 → +2, tzn. oddaje \\(2e^-\\)\n- I: 2 × (0 → -1), tzn. pobiera \\(2e^-\\)\n\n\\[\\Delta e^- = 2 \\quad \\text{(utlenienie)} = \\Delta e^- = 2 \\quad \\text{(redukcja)}\\quad \\checkmark\\]\n\nStosunek masowy potwierdzony: \\(\\mathbf{15 : 127}\\).\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość zasad bilansowania reakcji redoks metodą półreakcji oraz zasad ustalania stopni utlenienia w cząsteczkach organicznych.\n\n> 📖 Przydatna informacja ogólna: masa molarna jodu \\(M(\\ce{I}) = 126{,}9 \\text{ g/mol}\\) - z **układu okresowego, str. 15** karty wzorów CKE. Masa molarna \\(\\ce{I2} = 2 \\times 126{,}9 \\approx 253{,}8 \\text{ g/mol}\\), co zaokrąglamy do 254 g/mol.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Metanal w alkalicznym roztworze utlenia się do **mrówczanu** (\\(\\ce{HCOO-}\\)), a nie do \\(\\ce{CO2}\\). W środowisku zasadowym produktem jest anion mrówczanowy - nie wolno pisać \\(\\ce{HCOOH}\\) (to forma kwasowa, nietrwała w zasadzie).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo zapomnieć o środowisku zasadowym przy balansowaniu tlenu i wodoru - w alkaliach używamy \\(\\ce{OH-}\\) i \\(\\ce{H2O}\\), nie \\(\\ce{H+}\\). Przy bilansowaniu tlenu w półreakcji utleniania: każdy brakujący O uzupełniamy przez dodanie \\(\\ce{OH-}\\) po lewej i \\(\\ce{H2O}\\) po prawej.\n\n> ⚠️ **Uwaga na stosunek masowy:** Molarny stosunek to 1:1, ale masowy to **15:127**, nie 1:1. Podstawienie mas molarnych jest tu kluczowe - to najczęstszy błąd przy tego typu podpunktach.","image":"img/chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad-8.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · czerwiec 2020 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 8. (0-1)<br>W środowisku alkalicznym jod utlenia ilościowo metanal do kwasu metanowego. Czynnikiem<br>utleniającym jest anion jodanowy(I), który powstaje w reakcji jodu cząsteczkowego z anionami<br>hydroksylowymi. Przebieg opisanych przemian można zilustrować następującymi równaniami:<br>reakcja 1.:<br>2<br>2<br>I<br>2OH<br>IO<br>I<br>H O<br>→<br>reakcja 2.:<br>2<br>HCHO<br>IO<br>OH<br>HCOO<br>I<br>H O<br>→<br>Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,<br>Warszawa 1998.<br>Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie opisanego utleniania metanalu<br>jodem w środowisku alkalicznym i określ stosunek masowy, w jakim metanal reaguje<br>z jodem.<br>Równanie reakcji:<br>Stosunek masowy metanalu i jodu<br>2<br>HCHO<br>I<br>:<br>m<br>m<br>Wypełnia<br>egzaminator<br>Nr zadania<br>4.1.<br>4.2.<br>5.<br>6.<br>7.<br>8.<br>Maks. liczba pkt<br>1<br>1<br>1<br>1<br>2<br>1<br>Uzyskana liczba pkt<br>MCH_1R</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 8. (0-1)<br>Wymaganie ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>I Wykorzystywanie<br>i tworzenie informacji.<br>IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony</p>\n<ol><li>Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:</li></ol>\n<p>6.5) stosuje zasady bilansu elektronowego - dobiera<br>współczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji<br>utleniania-redukcji (w formie cząsteczkowej i jonowej).</p>\n<ol><li>Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:</li></ol>\n<p>1.5) dokonuje interpretacji […] ilościowej równania reakcji<br>w ujęciu molowym, masowym […].<br>Zasady oceniania<br>1 pkt - poprawne napisanie w formie jonowej skróconej sumarycznego równania przemiany<br>i poprawne określenie stosunku masowego.<br>0 pkt - odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.<br>Poprawna odpowiedź<br>Równanie reakcji:<br>→<br>2<br>2<br>HCHO<br>I<br>3OH<br>HCOO<br>2I<br>2H O<br>Stosunek masowy metanalu i jodu<br>2<br>HCHO<br>I<br>:<br>m<br>m<br>30 : 254 ALBO 30 : 253,8 ALBO 15 : 127<br>ALBO 1 : 8,47 ALBO w postaci ułamka zwykłego lub dziesiętnego (0,118 ALBO 0,12)</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź:</h4>\n<p>Równanie jonowe skrócone:</p>\n<p>\\[\\ce{HCHO + I2 + 3OH- -&gt; HCOO- + 2I- + 2H2O}\\]</p>\n<p>Stosunek masowy: \\(m(\\ce{HCHO}) : m(\\ce{I2}) = 15 : 127\\)</p>\n<h4>Sposób 1 - Metoda bilansowania redoks (półreakcje)</h4>\n<p><strong>Krok 1 - Ustal stopnie utlenienia.</strong></p>\n<p>W metanalu \\(\\ce{HCHO}\\): atom C ma stopień utlenienia 0 (H: +1, O: -2 → C = 0).</p>\n<p>W mrówczanie \\(\\ce{HCOO-}\\): \\(+1 + C + 2 \\cdot (-2) = -1\\), więc C = <strong>+2</strong>.</p>\n<p>W \\(\\ce{I2}\\): jod ma stopień 0, w \\(\\ce{I-}\\): <strong>-1</strong>.</p>\n<p><strong>Krok 2 - Zapisz półreakcje.</strong></p>\n<p>Utlenianie (HCHO → HCOO⁻, C traci 2e⁻):</p>\n<p>\\[\\ce{HCHO + 3OH- -&gt; HCOO- + 2H2O + 2e-}\\]</p>\n<p>Sprawdzenie bilansu ładunków: lewa = -3, prawa = -1 - 2 = -3 ✓<br>Sprawdzenie H: lewa 2+3=5, prawa 1+4=5 ✓<br>Sprawdzenie O: lewa 1+3=4, prawa 2+2=4 ✓</p>\n<p>Redukcja (I₂ pobiera 2e⁻):</p>\n<p>\\[\\ce{I2 + 2e- -&gt; 2I-}\\]</p>\n<p><strong>Krok 3 - Dodaj półreakcje.</strong></p>\n<p>Elektrony bilansują się 1:1 (obie półreakcje razy 1):</p>\n<p>\\[\\ce{HCHO + I2 + 3OH- -&gt; HCOO- + 2I- + 2H2O}\\]</p>\n<p><strong>Krok 4 - Oblicz stosunek masowy.</strong></p>\n<p>\\[n(\\ce{HCHO}) : n(\\ce{I2}) = 1 : 1\\]</p>\n<p>\\[m(\\ce{HCHO}) : m(\\ce{I2}) = M(\\ce{HCHO}) : M(\\ce{I2}) = 30 \\text{ g/mol} : 254 \\text{ g/mol} = 15 : 127\\]</p>\n<h4>Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomowy i ładunkowy</h4>\n<p>Sprawdzamy równanie \\(\\ce{HCHO + I2 + 3OH- -&gt; HCOO- + 2I- + 2H2O}\\):</p>\n<p>| Pierwiastek / Ładunek | Lewa strona | Prawa strona |<br>| C | 1 | 1 ✓ |<br>| H | 2 + 3 = 5 | 1 + 4 = 5 ✓ |<br>| O | 1 + 3 = 4 | 2 + 2 = 4 ✓ |<br>| I | 2 | 2 ✓ |<br>| Ładunek | 0 + 0 + (-3) = -3 | -1 + (-2) + 0 = -3 ✓ |</p>\n<p>Weryfikacja bilansu elektronowego:</p>\n<ul><li>C: 0 → +2, tzn. oddaje \\(2e^-\\)</li><li>I: 2 × (0 → -1), tzn. pobiera \\(2e^-\\)</li></ul>\n<p>\\[\\Delta e^- = 2 \\quad \\text{(utlenienie)} = \\Delta e^- = 2 \\quad \\text{(redukcja)}\\quad \\checkmark\\]</p>\n<p>Stosunek masowy potwierdzony: \\(\\mathbf{15 : 127}\\).</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość zasad bilansowania reakcji redoks metodą półreakcji oraz zasad ustalania stopni utlenienia w cząsteczkach organicznych.</p>\n<blockquote>📖 Przydatna informacja ogólna: masa molarna jodu \\(M(\\ce{I}) = 126{,}9 \\text{ g/mol}\\) - z <strong>układu okresowego, str. 15</strong> karty wzorów CKE. Masa molarna \\(\\ce{I2} = 2 \\times 126{,}9 \\approx 253{,}8 \\text{ g/mol}\\), co zaokrąglamy do 254 g/mol.</blockquote>\n<h4>Typowe pułapki i uwagi</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Metanal w alkalicznym roztworze utlenia się do <strong>mrówczanu</strong> (\\(\\ce{HCOO-}\\)), a nie do \\(\\ce{CO2}\\). W środowisku zasadowym produktem jest anion mrówczanowy - nie wolno pisać \\(\\ce{HCOOH}\\) (to forma kwasowa, nietrwała w zasadzie).</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Łatwo zapomnieć o środowisku zasadowym przy balansowaniu tlenu i wodoru - w alkaliach używamy \\(\\ce{OH-}\\) i \\(\\ce{H2O}\\), nie \\(\\ce{H+}\\). Przy bilansowaniu tlenu w półreakcji utleniania: każdy brakujący O uzupełniamy przez dodanie \\(\\ce{OH-}\\) po lewej i \\(\\ce{H2O}\\) po prawej.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga na stosunek masowy:</strong> Molarny stosunek to 1:1, ale masowy to <strong>15:127</strong>, nie 1:1. Podstawienie mas molarnych jest tu kluczowe - to najczęstszy błąd przy tego typu podpunktach.</blockquote>"}]}