{"id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad/11","paper_id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona","number":"11","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2024,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11. (0-2)\nJony FeO4\n2- mogą powstać podczas reakcji Fe(OH)3 z jonami ClO- w nasyconym roztworze\nNaOH, zilustrowanej poniższym schematem:\nFe(OH)3 + ClO- + OH- → FeO4\n2- + Cl- + H2O\nNa podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.\nNapisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub\npobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania\nzachodzącej podczas opisanej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij\nwspółczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.\nRównanie reakcji utleniania:\nFe(OH)3 + ClO- + OH- → FeO4\n2- + Cl- + H2O","answer":null,"answer_text":"Zadanie 11. (0-2)\nWymagania egzaminacyjne 2024\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł […].\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n4) oblicza stopnie utlenienia pierwiastków\nw jonie i cząsteczce związku\nnieorganicznego […];\n5) stosuje zasady bilansu\nelektronowo-jonowego - dobiera\nwspółczynniki stechiometryczne\nw schematach reakcji utleniania-redukcji\n(w formie cząsteczkowej i jonowej).\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji utleniania oraz poprawne\nuzupełnienie schematu reakcji.\n1 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji utleniania oraz\nniepoprawne uzupełnienie lub brak uzupełnienia schematu reakcji\nALBO\n1 pkt - niepoprawne napisanie w formie jonowo-elektronowej równania reakcji utleniania\nalbo brak równania oraz poprawne uzupełnienie schematu reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nRównanie procesu utleniania: Fe(OH)3 + 5OH- → FeO4\n2- + 4H2O + 3e-\nSumaryczne równanie: 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- → 2FeO4\n2- + 3Cl- + 5H2O\nUwaga: Równanie reakcji utleniania, w którym zdający użył jonów Fe3+, uznaje się za\nbłędne.\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Równanie reakcji utleniania (jonowo-elektronowe):**\n\\[\\ce{Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^{2-} + 4H2O + 3e-}\\]\n\n**Sumaryczne równanie z współczynnikami:**\n\\[\\ce{2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- -> 2FeO4^{2-} + 3Cl- + 5H2O}\\]\n\n## Sposób 1 - Połówkowe równania jonowo-elektronowe\n\n**Krok 1: Stopnie utlenienia.**\n- W \\(\\ce{Fe(OH)3}\\): Fe na **+3** → w \\(\\ce{FeO4^{2-}}\\): Fe na **+6** (UTLENIANIE, oddaje 3 e⁻)\n- W \\(\\ce{ClO-}\\): Cl na +1 → w \\(\\ce{Cl-}\\): Cl na -1 (REDUKCJA, przyjmuje 2 e⁻)\n\n**Krok 2: Połówka utleniania (środowisko zasadowe!).**\n\\[\\ce{Fe(OH)3 -> FeO4^{2-}}\\]\nBilans tlenu: lewa 3, prawa 4 → dodaj OH⁻ (zasadowe!) by zbilansować.\nBilans H: 3 H po lewej (z Fe(OH)₃), brak po prawej.\n\nW środowisku zasadowym dodajemy OH⁻ po stronie z mniejszą liczbą O i H₂O po drugiej stronie:\n\\[\\ce{Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^{2-} + 4H2O}\\]\n\nSprawdzenie: Fe: 1=1 ✓, O: 3+5=8 = 4+4 ✓, H: 3+5=8 = 4·2=8 ✓\nŁadunek lewa: 0 + 5·(-1) = -5; prawa: -2 + 0 = -2. Różnica 3 → dodaj 3e⁻ po prawej:\n\\[\\boxed{\\ce{Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^{2-} + 4H2O + 3e-}}\\]\n\n**Krok 3: Połówka redukcji (dla pełnego bilansu).**\n\\[\\ce{ClO- + H2O + 2e- -> Cl- + 2OH-}\\]\n\n**Krok 4: Bilans elektronów.**\nNWW(3, 2) = 6. Mnożymy:\n- utlenianie ×2: \\(\\ce{2Fe(OH)3 + 10OH- -> 2FeO4^{2-} + 8H2O + 6e-}\\)\n- redukcja ×3: \\(\\ce{3ClO- + 3H2O + 6e- -> 3Cl- + 6OH-}\\)\n\nSumowanie i uproszczenie wody/OH⁻:\n\\[\\ce{2Fe(OH)3 + 3ClO- + 10OH- + 3H2O -> 2FeO4^{2-} + 3Cl- + 8H2O + 6OH-}\\]\n\\[\\ce{2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- -> 2FeO4^{2-} + 3Cl- + 5H2O}\\]\n\nSprawdzenie: 2 Fe = 2 Fe ✓, 3 Cl = 3 Cl ✓, O: 6+3+4 = 8+5 = 13 ✓, H: 6+4 = 10 = 5·2 = 10 ✓.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjał standardowy redukcji.** \\(\\ce{ClO-}\\) jest mocnym utleniaczem w środowisku zasadowym (E° ≈ +0,89 V).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ Klucz CKE: użycie \\(\\ce{Fe^3+}\\) zamiast \\(\\ce{Fe(OH)3}\\) w równaniu utleniania = uznawane za **BŁĘDNE** (środowisko zasadowe!).\n> ⚠️ Bilans w środowisku zasadowym: dodaj OH⁻ + H₂O zamiast H⁺.\n> ⚠️ Współczynnik 5 OH⁻ w połówce utleniania jest kluczowy - bez tego nie zbilansujesz O i H jednocześnie.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - poprawne napisanie we wlasciwej formie rownania reakcji utleniania oraz poprawne uzupelnienie schematu reakcji.\n**1 pkt** - poprawne rownanie utleniania + bledne/brak uzupelnienia schematu ALBO bledne/brak rownania utleniania + poprawne uzupelnienie schematu.\n**0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryteriow albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: utlenianie Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^2- + 4H2O + 3e-; sumaryczne 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- -> 2FeO4^2- + 3Cl- + 5H2O. Uzycie jonow Fe3+ -> rownanie bledne.","image":"img/chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad-11.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 2024 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 11. (0-2)
Jony FeO4
2- mogą powstać podczas reakcji Fe(OH)3 z jonami ClO- w nasyconym roztworze
NaOH, zilustrowanej poniższym schematem:
Fe(OH)3 + ClO- + OH- → FeO4
2- + Cl- + H2O
Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
Napisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub
pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania
zachodzącej podczas opisanej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij
współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Równanie reakcji utleniania:
Fe(OH)3 + ClO- + OH- → FeO4
2- + Cl- + H2O

","answer_text_html":"

Zadanie 11. (0-2)
Wymagania egzaminacyjne 2024
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie
informacji. Zdający:

\n
  1. pozyskuje i przetwarza informacje
\n

z różnorodnych źródeł […].
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
Zdający:

\n
  1. wykorzystuje wiedzę i dostępne
\n

informacje do rozwiązywania problemów
chemicznych […].
VIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:

\n
  1. oblicza stopnie utlenienia pierwiastków
\n

w jonie i cząsteczce związku
nieorganicznego […];

\n
  1. stosuje zasady bilansu
\n

elektronowo-jonowego - dobiera
współczynniki stechiometryczne
w schematach reakcji utleniania-redukcji
(w formie cząsteczkowej i jonowej).
Zasady oceniania
2 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji utleniania oraz poprawne
uzupełnienie schematu reakcji.
1 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji utleniania oraz
niepoprawne uzupełnienie lub brak uzupełnienia schematu reakcji
ALBO
1 pkt - niepoprawne napisanie w formie jonowo-elektronowej równania reakcji utleniania
albo brak równania oraz poprawne uzupełnienie schematu reakcji.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Równanie procesu utleniania: Fe(OH)3 + 5OH- → FeO4
2- + 4H2O + 3e-
Sumaryczne równanie: 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- → 2FeO4
2- + 3Cl- + 5H2O
Uwaga: Równanie reakcji utleniania, w którym zdający użył jonów Fe3+, uznaje się za
błędne.
Zasady oceniania rozwiązań zadań

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

Poprawna odpowiedź

\n

Równanie reakcji utleniania (jonowo-elektronowe):
\\[\\ce{Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^{2-} + 4H2O + 3e-}\\]

\n

Sumaryczne równanie z współczynnikami:
\\[\\ce{2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- -> 2FeO4^{2-} + 3Cl- + 5H2O}\\]

\n

Sposób 1 - Połówkowe równania jonowo-elektronowe

\n

Krok 1: Stopnie utlenienia.

\n\n

Krok 2: Połówka utleniania (środowisko zasadowe!).
\\[\\ce{Fe(OH)3 -> FeO4^{2-}}\\]
Bilans tlenu: lewa 3, prawa 4 → dodaj OH⁻ (zasadowe!) by zbilansować.
Bilans H: 3 H po lewej (z Fe(OH)₃), brak po prawej.

\n

W środowisku zasadowym dodajemy OH⁻ po stronie z mniejszą liczbą O i H₂O po drugiej stronie:
\\[\\ce{Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^{2-} + 4H2O}\\]

\n

Sprawdzenie: Fe: 1=1 ✓, O: 3+5=8 = 4+4 ✓, H: 3+5=8 = 4·2=8 ✓
Ładunek lewa: 0 + 5·(-1) = -5; prawa: -2 + 0 = -2. Różnica 3 → dodaj 3e⁻ po prawej:
\\[\\boxed{\\ce{Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^{2-} + 4H2O + 3e-}}\\]

\n

Krok 3: Połówka redukcji (dla pełnego bilansu).
\\[\\ce{ClO- + H2O + 2e- -> Cl- + 2OH-}\\]

\n

Krok 4: Bilans elektronów.
NWW(3, 2) = 6. Mnożymy:

\n\n

Sumowanie i uproszczenie wody/OH⁻:
\\[\\ce{2Fe(OH)3 + 3ClO- + 10OH- + 3H2O -> 2FeO4^{2-} + 3Cl- + 8H2O + 6OH-}\\]
\\[\\ce{2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- -> 2FeO4^{2-} + 3Cl- + 5H2O}\\]

\n

Sprawdzenie: 2 Fe = 2 Fe ✓, 3 Cl = 3 Cl ✓, O: 6+3+4 = 8+5 = 13 ✓, H: 6+4 = 10 = 5·2 = 10 ✓.

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 12 - Potencjał standardowy redukcji. \\(\\ce{ClO-}\\) jest mocnym utleniaczem w środowisku zasadowym (E° ≈ +0,89 V).

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Klucz CKE: użycie \\(\\ce{Fe^3+}\\) zamiast \\(\\ce{Fe(OH)3}\\) w równaniu utleniania = uznawane za BŁĘDNE (środowisko zasadowe!).
⚠️ Bilans w środowisku zasadowym: dodaj OH⁻ + H₂O zamiast H⁺.
⚠️ Współczynnik 5 OH⁻ w połówce utleniania jest kluczowy - bez tego nie zbilansujesz O i H jednocześnie.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

2 pkt - poprawne napisanie we wlasciwej formie rownania reakcji utleniania oraz poprawne uzupelnienie schematu reakcji.
1 pkt - poprawne rownanie utleniania + bledne/brak uzupelnienia schematu ALBO bledne/brak rownania utleniania + poprawne uzupelnienie schematu.
0 pkt - odpowiedz niespelniajaca kryteriow albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: utlenianie Fe(OH)3 + 5OH- -> FeO4^2- + 4H2O + 3e-; sumaryczne 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- -> 2FeO4^2- + 3Cl- + 5H2O. Uzycie jonow Fe3+ -> rownanie bledne.

"}]}