Chemia - Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17.
Wykonano dwuetapowe doświadczenie. Podczas obu etapów utrzymywano temperaturę równą 25 °C.
Etap I: Do zlewki zawierającej wodę destylowaną dodano stały wodorotlenek magnezu. Po pewnym czasie w zlewce ustalił się stan równowagi między osadem a roztworem, czyli powstał nasycony roztwór tej substancji.
Etap II: Osad oddzielono od roztworu pozostającego z nim w równowadze. Otrzymany przesącz umieszczono w dwóch probówkach. Do jednej probówki wprowadzono stały wodorotlenek potasu, a do drugiej – rozcieńczony kwas solny, co zilustrowano na rysunku.
17.1. (0–1)
Oblicz stężenie molowe jonów Mg2+ w roztworze pozostającym w równowadze z osadem w etapie I doświadczenia (w temperaturze 25 °C).
17.2. (0–2)
Rozstrzygnij, czy w II etapie doświadczenia dodanie stałego wodorotlenku potasu do jednej próbki przesączu i kwasu solnego do drugiej próbki poskutkowało zmianą stężenia jonów Mg2+ w roztworze (w temperaturze 25 °C). Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Odpowiedzi uzasadnij.
Dodanie stałego wodorotlenku potasu do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem /
poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg2+ w roztworze.
Uzasadnienie:
Dodanie kwasu solnego do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem /
poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg2+ w roztworze.
Uzasadnienie:
Rozwiązanie
17.1. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku z jednostką stężenia molowego.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
Rozwiązanie
Ks = [Mg2+]∙[OH–]2
W roztworze pozostającym w równowadze z osadem
[Mg2+] = 𝑥 ⟹ [OH–] = 2𝑥 ⟹ Ks = 𝑥(2𝑥)2 = 4𝑥3 ⟹
𝑥 = 3Ks4
i Ks = 5,61 ∙ 10–12 ⟹
𝑥 = 35,61 ∙ 10–124 = 31,4 ∙ 10–12 = 1,12 ∙ 10–4 mol⋅dm–3 ALBO 1 ∙ 10–4 mol⋅dm–3
17.2. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie dla obu próbek.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie dla jednej próbki.
ALBO
– poprawne rozstrzygnięcie dla każdej próbki.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Dodanie stałego wodorotlenku potasu do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem /
poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg2+ w roztworze.
Uzasadnienie:
Wartość Ks jest stała w danej temperaturze. Jeżeli wzrosło stężenie jonów OH–,
musiało zmaleć stężenie jonów Mg2+.
Dodanie kwasu solnego do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem /
poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg2+ w roztworze.
Uzasadnienie:
Liczba moli jonów Mg2+ w roztworze nie uległa zmianie, ale zwiększyła się objętość
roztworu.
