Chemia - Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 18.
Roztwór wodny chloru to tzw. woda chlorowa Cl2 (aq). W tym roztworze ustala się równowaga opisana równaniem:
Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO
Powstający oksokwas pod wpływem światła ulega częściowemu rozkładowi z wydzieleniem tlenu:
2HClO → 2HCl + O2
10,65 g chloru rozpuszczono w 1800 cm3 wody, a otrzymaną wodę chlorową pozostawiono na pewien czas w otwartym naczyniu na świetle.
Oblicz stężenie molowe kwasu solnego w roztworze w momencie, w którym 1,0% chloru obecnego w roztworze uległ reakcji chemicznej z wodą, a oksokwas powstający w roztworze uległ w 50% reakcji rozkładu. W obliczeniach przyjmij, że sumaryczna objętość roztworu się nie zmieniła i wynosiła 1800 cm3.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku
z właściwą jednostką.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
LUB
– podanie wyniku z błędną jednostką lub bez jednostki.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
Liczba moli rozpuszczonego chloru:
nCl2 = 10,65 g71 g ∙ mol–1 = 0,15 mol
Liczba moli HCl (i liczba moli HClO) w pierwszej reakcji (chloru z wodą):
nHCl = 1,0% ∙ 0,15 mol100% = 0,0015 mol
Liczba moli HCl powstającego w reakcji rozkładu HClO na świetle:
nHCl = 50% ⋅ 0,0015 mol 100% = 0,00075 mol
W roztworze jest (0,0015 mol + 0,00075 mol =) 0,00225 mol HCl, a jego stężenie wynosi:
cHCl = 0 00225 mol1,8 dm3 = 0,00125 mol · dm−3
Uwaga! Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
