Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 109.
Do probówek, w których znajdują się próbki metali o tej samej masie, dodano jednakowe objętości wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 0,5 mol · dm–3. Doświadczenie prowadzono do całkowitego roztworzenia metali. Przebieg doświadczenia ilustruje rysunek.
Wybierz i podaj numer probówki, w której objętość wodoru wydzielonego po całkowitym roztworzeniu metalu była największa. Uzasadnij swój wybór.
Rozwiązanie
Przykład poprawnej odpowiedzi
Numer probówki: I (probówka z magnezem).
Uzasadnienie: W przeprowadzonym doświadczeniu reakcja z kwasem siarkowym(VI)
każdego użytego metalu zachodzi w stosunku molowym 1 : 1, a ilość wydzielonego wodoru
jest równa liczbie moli wziętego do reakcji metalu. Magnez ma najmniejszą masę molową
w porównaniu z pozostałymi metalami, czyli żelazem i cynkiem, co oznacza, że w 1 g
magnezu jest największa liczba moli, dlatego objętość wydzielonego wodoru też była
największa.
Wskazówki
W reakcjach rozcieńczonego kwasu siarkowego(VI) z magnezem, żelazem i cynkiem powstają sole tych metali (siarczany(VI)) oraz wydziela się wodór. W przypadku wszystkich użytych w doświadczeniu metali schemat tej reakcji jest jednakowy:
Me + H2SO4 → MeSO4 + H2
Oznacza to, że w reakcji każdego z tych 3 metali stosunek molowy metalu do kwasu i wydzielonego wodoru wynosi 1 : 1 : 1. Masy użytych do reakcji metali są jednakowe (równe 1 g). Należy obliczyć, ile moli każdego z tych metali znajduje się w 1 g metalu i odnieść ich wartości do objętości wydzielanego wodoru. Najwięcej wodoru wydzieli się w przypadku metalu, którego liczba moli była największa, a największą liczbę moli otrzymamy dla metalu o najmniejszej masie molowej, ponieważ obliczamy ją ze wzoru:
n = mM = 1 gM
