Chemia · 2024
Matura CKE maj, PR (F‑2023)
Poziom rozszerzony · Formuła 2023
Zadanie 7.
(2 pkt)(0–2) Reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem baru przebiega zgodnie z równaniem: H3O+ + OH – → 2H2O
Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu wodorotlenku baru o stężeniu molowym równym 𝟎, 𝟎𝟐𝟎 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦−𝟑 należy dodać do 𝟐𝟓 𝐜𝐦𝟑 kwasu solnego o pH = 1,5, aby otrzymany roztwór miał pH równe 3,7. Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworów.
Odpowiedzi
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: • popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB • podanie wyniku z inną jednostką ALBO 1 pkt – wyznaczenie zależności pozwalającej obliczyć liczbę moli jonów wodorowych, które nie zostały zobojętnione, zawierającej odniesienie do stechiometrii reakcji i objętości roztworu Ba(OH)2. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O Stężenie początkowe i liczba moli jonów H+: mol 𝑐H+= 10−1,5 = 0,0316 dm3 mol 𝑛H+= 0,0316 ∙ 0,025 dm3 = 0,00079 mol dm3 Liczba moli wprowadzonych jonów wodorotlenkowych 𝑛OH−= 2 ∙ 0,02 ∙V=0,04 ∙V Stężenie końcowe jonów H+: mol 𝑐H+ = 10–3,7 = 0,0002 dm3 0,00079 – 0,04 ∙V 0,0002 = ⇒ V= 0,0195 dm3 = 19,5 (cm3) 0,025 + V Sposób 2. Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O [H+] = 10−1,5= 0,0316 mol · dm−3 𝑛HCl=𝑛H+ = 0,0316 mol · dm−3 · 0,025 dm3 = 7,9 · 10−4 mol 𝑛OH– = 2 · 0,02 mol · dm−3 · 𝑉Ba(OH)2= 0,04 mol · dm−3 · 𝑉Ba(OH)2 [H+] = 10−3,7= 0,0002 mol · dm−3 𝑛 𝐶H+ = 𝑉 𝑛H+ − 𝑛OH– 8·10−4 mol − 0,04 mol · dm−3 · 𝑉Ba(OH)2 0,0002 mol · dm−3= = 0,025 dm3 + 𝑉Ba(OH)2 0,025 + 𝑉Ba(OH)2 ⇒𝑉Ba(OH)2 = 0,01978dm3 𝑉Ba(OH)2 = 𝟏𝟗, 𝟖 (𝐜𝐦𝟑) Sposób 3. H3O+ + OH– → 2H2O H3O+ OH− 𝑛0 mol 7,9 · 10−4 2 ∙0,02 · V ∆𝑛 mol −2 ∙0,02 · V −2 ∙0,02 · V 𝑛k mol 0,0002·(0,025 + V) – 7,9 · 10−4 – 2 ∙0,02 · V = 2 ∙10–4 · (0,025 + V) V = 0,0195 dm3 VBa(OH)2 = 𝟏𝟗, 𝟓 (𝐜𝐦𝟑) 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.