Zadanie 1. – matura z chemii, maj 2024 (PR)

Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:

• elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach

• w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej n. Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą – przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.

Zadanie 1.1. (2 pkt)

Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X – oraz dla każdego z nich – najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.

	Symbol pierwiastka	Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych	Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X

Zadanie 1.2. (1 pkt)

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał graficzny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej kationu X³⁺ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij numery powłok i symbole podpowłok.

Zadanie 1.3. (3 pkt)

Uzupełnij tabelę i napisz równania reakcji:

• w formie cząsteczkowej – tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia z wodą (reakcja 1.)

• w formie jonowej – tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia z wodorotlenkiem potasu (reakcja 2.). Użyj symboli A i X.

Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A	Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia	Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia

Równanie reakcji 1.:

Równanie reakcji 2.:

Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)

Zadanie 1.1. (2 pkt)

Zasady oceniania

2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli – podanie w odpowiedniej kolejności symboli pierwiastków X i A oraz dla każdego z nich: najwyższego stopnia utlenienia w związkach chemicznych i liczby elektronów niesparowanych w atomie.

1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli – podanie symbolu pierwiastka, najwyższego stopnia utlenienia w związkach chemicznych i liczby elektronów niesparowanych w atomie ALBO

1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch kolumn tabeli – podanie symboli pierwiastków i najwyższych stopni utlenienia w związkach chemicznych albo symboli pierwiastków i liczby elektronów niesparowanych w ich atomach.

0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

	Symbol pierwiastka	Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych	Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A	P LUB fosfor	V ALBO 5	3
Pierwiastek X	Cr LUB chrom	VI ALBO 6	6

Rozporządzenie Ministra Edukacji i Nauki z dnia 10 czerwca 2022 r. w sprawie wymagań egzaminacyjnych dla egzaminu maturalnego przeprowadzanego w roku szkolnym 2022/2023 i 2023/2024 (Dz.U. poz. 1246).

Zadanie 1.2. (1 pkt)

Zasady oceniania

1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu konfiguracji elektronowej kationu chromu Cr³⁺ w stanie podstawowym z uwzględnieniem numeru powłoki i symboli podpowłok.

0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p 3d

Uwaga: Elektrony niesparowane muszą mieć zgodny spin.

Zadanie 1.3. (3 pkt)

Zasady oceniania

3 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie we właściwej formie dwóch równań reakcji.

2 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie we właściwej formie jednego równania reakcji ALBO

2 pkt – brak uzupełnienia tabeli lub błędne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie dwóch równań reakcji.

1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i błędne zapisanie dwóch równań reakcji ALBO

2 pkt – błędne uzupełnienie tabeli i poprawne zapisanie jednego równania reakcji.

0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A	Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia	Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia
AH_{3 LUB} H₃A ALBO PH₃LUB H₃P	A₄O₁₀ALBO P₄O₁₀	XO₃ALBO CrO₃

Równanie reakcji 1.: P₄O₁₀ + 6H₂O → 4H₃PO_{4 ALBO} A₄O₁₀ + 6H₂O → 4H₃AO₄

Równanie reakcji 2.: CrO₃ + 2OH^– → CrO₄^2–– + H₂O ALBO XO₃ + 2OH^– → XO₄^2– + H₂O

ALBO CrO₃ + 2K⁺ + 2OH^– → CrO₄^2– + 2K⁺ + H₂O

ALBO XO₃ + 2K⁺ + 2OH^– → XO₄^2– + 2K⁺ + H₂O

Uwaga: W tabeli wzór tlenku pierwiastka A musi być zapisany w postaci A₄O₁₀lub P₄O₁₀.

W równaniu reakcji tego tlenku z wodą dopuszcza się zapis wzoru tlenku w postaciA₂O₅ albo P₂O₅.

Zadanie 1.1. (2 pkt)

Zadanie 1.2. (1 pkt)

Zadanie 1.3. (3 pkt)

Zadanie 1.1. (2 pkt)

Zadanie 1.2. (1 pkt)

Zadanie 1.3. (3 pkt)

Ten dział w kursie: budowa atomu