Chemia - Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 14.
Próbkę stałego chlorku sodu o masie 7,5 g poddano działaniu stężonego kwasu siarkowego(VI). Zaszła wówczas reakcja opisana równaniem:
I NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
Tę reakcję prowadzono aż do całkowitego zużycia chlorku sodu. Otrzymany w tej reakcji chlorowodór zebrano, rozpuszczono w wodzie i poddano działaniu tlenku manganu(IV), w wyniku czego zaszła reakcja zgodnie z równaniem:
II 4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Powstały w tej przemianie chlor wprowadzono do wodnego roztworu jodku potasu i otrzymano 6,35 grama jodu zgodnie z równaniem:
III 2KI + Cl2 → 2KCl + I2
Oblicz wydajność przemiany II, jeżeli przemiany I i III zaszły z wydajnością równą 100%.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie
wyniku.
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:
– 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
I NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
7,5 g NaCl
⸺
x
⇒ x = 4,68 g HCl
III 2KI + Cl2 → 2KCl + I2
y
⸺
6,35 g I2
⇒ y = 1,775 g Cl2
II 4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
4,68 g HCl
⸺
z
⇒ z = 2,276 g Cl2
1,775 g Cl2
⸺
w
⇒ w ≈ 78% lub w ≈ 0,78
Rozwiązanie II
I NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
7,5 g NaCl
⸺
x
⇒ x = 0,128 mola HCl
III 2KI + Cl2 → 2KCl + I2
n = 6,35 g254 g ⋅ mol−1 = 0,025 mola jodu
0,025 mola chloru ← 0,025 mola jodu
II 4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
0,128 mola HCl
⸺
y
⇒ y = 0,032 mola Cl2
0,025 mola Cl2
⸺
w
⇒ w ≈ 78% lub w ≈ 0,78
