Chemia - Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9.
Tlenek siarki(IV) na skalę techniczną można otrzymać w wyniku redukcji siarczanu(VI) wapnia (anhydrytu) węglem w temperaturze 900°C. Proces ten opisano poniższym równaniem.
2CaSO4 + C T 2CaO + CO2 + 2SO2 ∆H = 1090 kJ
Oblicz, jaka była wydajność opisanego procesu, jeżeli z 1 kg czystego anhydrytu otrzymano 150 dm3 tlenku siarki(IV) w przeliczeniu na warunki normalne.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie
wyniku.
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody i:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
– podanie wyniku z błędną jednostką.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązania
Rozwiązanie I
Z 1 mola CaSO4 powstaje 1 mol SO2 (przy 100% wydajności).
Objętość otrzymanego SO2 przy 100% wydajności procesu:
136 g1000 g = 22,4 dm3x
x = VSO2 = 165 dm3
Wydajność procesu:
150 dm3165 dm3 = y100% y = wydajność procesu = 91%
Rozwiązanie II
Z 1 mola CaSO4 powstaje 1 mol SO2 (przy 100% wydajności).
Liczba moli CaSO4:
nCaSO4 = 1000 g136 g ⋅ mol−1 = 7,35 mola
Liczba moli SO2 (przy 100% wydajności):
nSO2 = nCaSO4 = 7,35 mola
Objętość otrzymanego SO2 przy 100% wydajności procesu:
VSO2 = 7,35 mol · 22,4 dm3 · mol−1 = 165 dm3
Wydajność procesu:
150 dm3165 dm3 = y100% y = wydajność procesu = 91%
