Chemia - Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22.
Do 200 gramów wodnego roztworu chlorku glinu o stężeniu 15% (w procentach masowych) dodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu zawierający 32 gramy NaOH, który całkowicie przereagował. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.
Oblicz, ile gramów wodorotlenku glinu znajdowało się w kolbie po zakończeniu doświadczenia.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku.
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
lub
– podanie wyniku z błędną jednostką.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia lub przyjęcie założenia, że NaOH został
użyty w niedomiarze w stosunku do AlCl3 albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązania
Rozwiązanie I
Obliczenie masy AlCl3 :
cp = msmr ⋅ 100%
mAlCl3 = 15% ⋅ 200 g100% = 30 g
Obliczenie masy NaOH, który przereagował z 30 g AlCl3:
1 mol AlCl3 reaguje z 3 molami NaOH
133,5 g30 g = 120 gx ⇒ x = mNaOH = 26,97 g ≈ 27 g
Obliczenie masy powstałego Al(OH)3:
133,5 g30 g = 78 gy ⇒ y = mAl(OH)3 = 17,53 g
Obliczenie masy NaOH, który wziął udział w reakcji z Al(OH)3:
32 g – 27 g = 5 g
Obliczenie masy Al(OH)3, który wziął udział w reakcji z NaOH (roztworzył się):
1 mol Al(OH)3 reaguje z 1 molem NaOH
78 gz = 40 g5 g ⇒ z = mAl(OH)3 = 9,75 g
Obliczenie masy Al(OH)3, który pozostał w zawiesinie:
17,53 g – 9,75 g = 7,78 g ≈ 7,8 g
Rozwiązanie II
Obliczenie masy AlCl3 :
cp = msmr ⋅ 100%
mAlCl3 = 15% ⋅ 200 g100% = 30 g
nAlCl3 = nAl(OH)3 = 30 g133,5 g ⋅ mol−1 = 0,225 mola
Obliczenie liczby moli NaOH:
nNaOH = 32 g40 g ⋅ mol−1 = 0,8 mola
Obliczenie liczby moli NaOH, który wziął udział w reakcji z AlCl3 :
0,225 mola AlCl3
⸺
x
x = 0,675 mola NaOH
Obliczenie liczby moli NaOH, który wziął udział w reakcji z Al(OH)3:
ΔnNaOH = 0,8 mola − 0, 675 mola = 0,125 mola
Obliczenie masy Al(OH)3, który pozostał w zawiesinie:
0,125 mola NaOH
⸺
x
x = 0,125 mola Al(OH)3
W mieszaninie pozostanie 0,225 mola – 0,125 mola = 0,1 mola Al(OH)3
mAl(OH)3 = 0,1 mol · 78 g · mol−1 = 7,8 g
Za poprawny należy uznać każdy inny wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej
metody i poprawnych obliczeń, o ile zdający założył, że NaOH został użyty
w nadmiarze w stosunku do AlCl3.
Zdający może skorzystać z wartości masy lub liczby moli NaOH (który przereagował z 30 g
AlCl3) obliczonej w zadaniu 20. Jeśli zdający popełnił błąd rachunkowy
w zadaniu 20. i wykorzystał błędne wartości liczbowe w zadaniu 22., to rozwiązanie tego
zadania oceniamy tak, jakby błąd nie wystąpił, o ile zdający założył, że NaOH został użyty
w nadmiarze w stosunku do AlCl3.
