Chemia - Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11.
Na odważkę stopu glinu z magnezem o masie 7,50 g podziałano nadmiarem rozcieńczonego kwasu solnego. Podczas roztwarzania stopu w kwasie solnym zachodziły reakcje zilustrowane równaniami:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
W wyniku całkowitego roztworzenia stopu otrzymano klarowny roztwór, do którego dodano nadmiar wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Zaszły reakcje opisane równaniami:
AlCl3 + 6NaOH → Na 3[Al(OH)6] + 3NaCl
MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl
Otrzymany nierozpuszczalny w wodzie związek odsączono, przemyto wodą, wysuszono i zważono. Jego masa (w przeliczeniu na czysty wodorotlenek magnezu) była równa 11,67 g.
11.1. (0–2)
Oblicz zawartość procentową glinu w stopie (w procentach masowych).
11.2. (0–1)
Klarowny roztwór uzyskany po odsączeniu osadu Mg(OH)2 nasycono tlenkiem węgla(IV). Zaobserwowano wytrącenie białego osadu wodorotlenku glinu.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie opisanej reakcji chemicznej.
Rozwiązanie
11.1. (0–2)
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku
w procentach.
1 p. – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
lub
– niepodanie wyniku liczbowego w procentach.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
MMg(OH)2 = 58 g ∙ mol–1
nMg(OH)2 = 11,60 g58 g ∙ mol–1 = 0,2 mol
⇒ nMg(OH)2 = nMg = 0,2 mol
mMg = 0,2 mol ∙ 24 g ∙ mol–1 = 4,8 g
⇒ mAl = 7,5 g – 4,8 g = 2,7 g
% mas. Al = 2,7 g7,5 g ∙ 100% = 36(%)
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wartości wyniku końcowego od ewentualnych wcześniejszych zaokrągleń.
11.2. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne napisanie równania reakcji w formie jonowej skróconej.
0 p. – za odpowiedź błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Al(OH)3–6 + 3CO2 →Al(OH)3 + 3HCO–3
lub
2Al(OH)3–6 + 3CO2 →2Al(OH)3 + 3CO2–3 + 3H2O
