Chemia - Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 9.
W pewnej wodzie mineralnej znajdują się jony: Ca2+, Mg2+ oraz HCO–3. Ich zawartość przedstawiono w poniższej tabeli.
| Składnik mineralny | Zawartość, mg ∙ dm–3 |
|---|---|
| Ca2+ | 457 |
| Mg2+ | 50 |
| HCO–3 | 1836 |
Podczas gotowania 1000 cm3 tej wody mineralnej zaobserwowano powstanie białego osadu. W opisanych warunkach przebiegły reakcje opisane równaniami:
Ca2+ + 2HCO–3 → CaCO3 + CO2 + H2O
Mg2+ + 2HCO–3 → MgCO3 + CO2 + H2O
Oblicz, jaki procent masy wydzielonego osadu stanowi masa węglanu magnezu. Przyjmij, że obie reakcje zachodzą z wydajnością równą 100%, a powstały osad składa się wyłącznie z węglanu wapnia i węglanu magnezu.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku w procentach.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
LUB
– podanie wyniku z błędną jednostką.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
W 1 dm3 wody mineralnej:
𝑚Ca2+ = 457 mg = 0,457 g ⇒ 𝑛Ca2+ = 0,457 g40 g ∙ mol–1 = 0,011425 mol
𝑚Mg2+ = 50 mg = 0,050 g ⇒ 𝑛Mg2+ = 0,050 g24 g ∙ mol–1 = 0,002083 mol
𝑚HCO–3 = 1836 mg = 1,836 g ⇒ 𝑛HCO–3 = 1,836 g61 g ∙ mol–1 = 0,030098 mol
Ponieważ: 2·(0,011425 + 0,002083) mol < 0,030098 mol, to powstanie:
𝑛CaCO3 = 0,011425 mol ⇒ 𝑚CaCO3 = 0,011425 mol · 100 g·mol–1 = 1,1425 g
𝑛MgCO3 = 0,002083 mol ⇒ 𝑚MgCO3 = 0,002083 mol · 84 g·mol–1 = 0,1750 g
% MgCO3 = 0,1750 g(0,1750 + 1,1425) g · 100% = 13,3 (%)
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.
