Chemia · 2023
Matura CKE maj, PR (F‑2015)
Poziom rozszerzony · Formuła 2015
Zadanie 18.
(2 pkt)(0–2) W celu określenia zawartości węglanu wapnia w mieszaninie dwóch soli zawierającej również węglan magnezu próbkę tej mieszaniny o masie 2,84 g roztworzono w kwasie. CaCO3 (s) + 2H3O+ (aq) Ca2+ (aq) + CO2 (g) + 3H2O (c) MgCO3 (s) + 2H3O+ (aq) Mg2+ (aq) + CO2 (g) + 3H2O (c) W wyniku zachodzących reakcji otrzymano 672 cm3 tlenku węgla(IV) w przeliczeniu na warunki normalne.
Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość CaCO3 w badanej próbce mieszaniny.
Odpowiedzi
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody rozwiązania prowadzącej do obliczenia zawartości CaCO3 w mieszaninie, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w procentach. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody rozwiązania, ale: • popełnienie błędów rachunkowych LUB • niepodanie wyniku w procentach (z błędną jednostką). ALBO – poprawne obliczenie wartości masy albo liczby moli węglanu wapnia w mieszaninie. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 𝑀CaCO3 = 100,09 g ∙ mol–1 𝑀MgCO3 = 84,32 g ∙ mol–1 672 ∙10–3 = 0,030 mol CO2 22,4 𝑥 g CaCO3 𝑦 mol CO2 = 100,09 g 1,00 mol (2,84 – 𝑥)g MgCO3 (0,030 – 𝑦)mol CO2 = 84,32 g 1,00 mol{ 𝑥 = 1,97 g CaCO3 { 𝑦 = 0,0197 mol CO2 1,97 g % CaCO3 = ∙100 % = 𝟔𝟗, 𝟒 (%) 2,84 g Sposób 2. 𝑀CaCO3 = 100 g ∙ mol–1 𝑀MgCO3 = 84 g ∙ mol–1 𝑥 – liczba moli CaCO3 𝑦 – liczba moli MgCO3 672 ∙10–3 = 0,030 mol CO2 22,4
rozwiązań zadań 𝑥+ 𝑦= 0,03 { 100𝑥+ 84𝑦= 2,84 {𝑥 = 0,02 mol CaCO3 𝑦 = 0,01 mol MgCO3 100 g ∙ mol–1 ∙0,02 mol % CaCO3 = ∙100 % = 𝟕𝟎, 𝟒 (%) 2,84 g Sposób 3. 𝑀CaCO3 = 100 g ∙ mol–1 𝑀MgCO3 = 84 g ∙ mol–1 100 g CaCO3 — 22,4 dm3 CO2 𝑥 g CaCO3 — 𝑦 dm3 CO2 84 g MgCO3 — 22,4 dm3 CO2 (2,84 – 𝑥) g MgCO3 — (0,672 – 𝑦) dm3 CO2 100 · 𝑦= 22,4 · 𝑥 { 84 · (0,672 – 𝑦) = 22,4 · (2,84 – 𝑥) 𝑥 = 2 g 𝑦 = 0,448 dm3 2 g % CaCO3 = ∙100 % = 𝟕𝟎, 𝟒 (%) 2,84 g Sposób 4. 672 ∙10–3 = 0,030 mol CO2 22,4 2,84 2,84 0 % CaCO3 ⇒𝑛CO2 = = 0,0338 mol 100 % CaCO3 ⇒ 𝑛CO2 = = 0,0284 mol 84 100 100 % 90 węglanu 80 70 60 mieszaninie, 50 procentowa w 40 30 wapnia 20 zawartosć 10 0 0,028 0,029 0,03 0,031 0,032 0,033 0,034 liczba moli CO2, mol % CaCO3 ≅𝟕𝟎 (%) Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.