Chemia - Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16.
W laboratorium tlenek wapnia można otrzymać ze szczawianu wapnia o wzorze CaC2O4. Szczawian wapnia ulega termicznemu rozkładowi, który przebiega zgodnie z poniższym równaniem:
Dalsze ogrzewanie, w wyższej temperaturze, prowadzi do rozkładu węglanu wapnia:
Próbkę szczawianu wapnia o masie 12,8 g umieszczono w tyglu pod wyciągiem i poddano prażeniu. Po pewnym czasie proces przerwano, a następnie ostudzono tygiel, zważono jego zawartość i zbadano skład mieszaniny poreakcyjnej. Stwierdzono, że masa zawartości tygla zmalała o 6,32 g i że otrzymana mieszanina nie zawierała szczawianu wapnia.
Oblicz w procentach masowych zawartość tlenku wapnia w mieszaninie otrzymanej po przerwaniu prażenia.
Obliczenia:
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku
w procentach masowych.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
LUB
– niepodanie wyniku w procentach masowych.
0 p. – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
Przykładowe rozwiązania
Rozwiązanie I:
Mszczawianu wapnia = 128 g ⋅ mol−1 ⇒ nszczawianu wapnia = 0,1 mol ⇒ nCO = 0,1 mola ⇒ 2,8 g CO
6,32 g – 2,8 g = 3,52 g ⇒ 0,08 mola CO2
przereagowało 0,08 mola CaCO3 ⇒ powstało 0,08 mola CaO ⇒ 4,48 g CaO
Rozwiązanie II:
128 g szczawianu
⸻
100 g
x = 10 g węglanu
| CaCO3 | CaO | CO2 | |
|---|---|---|---|
| n0 | 10100 | 0 | 0 |
| Δn | –x | x | x |
| nk | 10100 – x | x | x |
Masa po prażeniu 12,8 – 6,32 = 6,48 g
(10100 – x) 100 + 56x = 6,48
10 – 100x + 56x = 6,48
44x = 3,52
X = 0,08 mol, czyli zawartość procentowa tlenku wapnia % CaO = 0,08 ∙ 566,48 ∙ 100 = 69,14(%)
