Chemia - Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 15.
Wprowadzenie CO2 do roztworu pozostającego w równowadze z osadem węglanów
powoduje ich przemianę w lepiej rozpuszczalne wodorowęglany.
Stężenie CO2 w roztworze zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia tego gazu w mieszaninie
gazów (np. w powietrzu) nad roztworem. W tabeli przedstawiono stężenie jonów Ca2+
w roztworze pozostającym w równowadze z osadem węglanu wapnia w zależności od
ciśnienia CO2 w mieszaninie gazów nad roztworem (w temperaturze 𝑇).
| ciśnienie CO2, kPa | 0,0 | 0,032 | 1,0 |
| stężenie jonów Ca2+, mol · dm–3 | 2,53 ∙ 10–5 | 8,68 ∙ 10–4 | 2,73 ∙ 10–3 |
Węglan ołowiu(II) jest białym ciałem stałym. Przeprowadzono doświadczenie, w którym do dwóch probówek dodano niewielką ilość węglanu ołowiu(II) oraz wodę i otrzymano zawiesinę.
15.1. (0–1)
Przez zawiesinę znajdującą się w pierwszej probówce przepuszczono CO2 i zaobserwowano zanik osadu.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji zachodzącej w tej probówce. .................................................................................................................................................
15.2. (0–1)
Do drugiej probówki dodano niewielką ilość świeżo przygotowanego wodnego roztworu KI i nie zaobserwowano żadnych zmian. Następnie przez zawiesinę znajdującą się w tej probówce przepuszczono CO2.
Wygląd zawartości probówki po zakończeniu doświadczenia pokazano na zdjęciu.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, której rezultat pokazano na
zdjęciu. Wyjaśnij, dlaczego zmiany wyglądu zawartości probówki zaobserwowano
dopiero po przepuszczeniu tlenku węgla(IV) przez zawiesinę PbCO3.
W odpowiedzi uwzględnij zmiany stężenia drobin będące konsekwencją wpływu CO2
na proces rozpuszczania węglanu.
Równanie reakcji:
Wyjaśnienie:
Rozwiązanie
15.1. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
PbCO3 + H2O + CO2 → Pb2+ + 2HCO−3
15.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji oraz poprawne wyjaśnienie.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Równanie reakcji:
Pb2+ + 2I– → PbI2
Wyjaśnienie:
Po przepuszczeniu CO2 przez zawiesinę zwiększa się stężenie kationów
ołowiu(II) (ponieważ osad węglanu ołowiu(II) się rozpuszcza) i w konsekwencji zostaje
przekroczona wartość iloczynu rozpuszczalności PbI2.
Uwaga: Do uzyskania pozytywnej oceny wyjaśnienie musi zawierać 2 elementy:
1) informację o wzroście stężenia jonów Pb2+
2) informację o wytrąceniu osadu w wyniku przekroczenia Ks.
