Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 118.
Na zajęciach koła chemicznego uczniowie mieli zaplanować i wykonać doświadczenie, podczas którego otrzymaliby wodorotlenek sodu.
Sformułowali cel doświadczenia: Otrzymywanie wodorotlenku sodu NaOH w reakcji tlenku sodu Na2O z wodą. Następnie przystąpili do przeprowadzenia doświadczenia, wykonując kolejne czynności i notując spostrzeżenia:
1) do kolby stożkowej wprowadzili gazowy tlen z butli,
2) wyjęli ze słoika sód i po osuszeniu go z ciekłej parafiny umieścili małe ziarno tego metalu
na łyżce do spalań,
3) zapalili sód w płomieniu palnika gazowego i płonący wprowadzili do kolby stożkowej,
4) kiedy płomień zgasł, strącili z łyżki na dno kolby jasnożółty proszek i wyjęli łyżkę
do spalań z kolby,
5) po chwili dolali do kolby stożkowej wodę i zamieszali, obserwując rozpuszczanie się
jasnożółtego proszku, czemu towarzyszyło wyraźne spienienie zawartości kolby,
6) kropla fenoloftaleiny dodana do otrzymanego roztworu zabarwiła go na malinowo.
Po przeprowadzeniu doświadczenia uczniowie wyciągnęli następujący wniosek: Sód spalany w tlenie daje tlenek sodu, który rozpuszcza się w wodzie i z nią reaguje, a produktem tej reakcji jest wodorotlenek sodu.
118.1 (0-1)
Analizując przebieg doświadczenia przeprowadzonego przez uczniów, wyjaśnij przyczynę spienienia się zawartości kolby w trakcie rozpuszczania jasnożółtego proszku w wodzie.
118.2 (0-1)
Na podstawie zapisanych poprawnie przez uczniów obserwacji sformułuj właściwy wniosek wynikający z doświadczenia.
Rozwiązanie
Przykład poprawnej odpowiedzi
118.1 (0-1)
Jeżeli po zmieszaniu żółtego proszku z wodą obserwowano nie tylko jego rozpuszczanie w wodzie, ale także pienienie się zawartości kolby, oznacza to, że otrzymany przez uczniów produkt spalania sodu reaguje z wodą, a jednym z produktów tej reakcji jest gaz.
118.2 (0-1)
Sód spalany w tlenie tworzy nadtlenek sodu, który podczas reakcji z wodą daje wodorotlenek sodu i tlen.
Wskazówki
Należy zwrócić uwagę na spostrzeżenia zapisane przez uczniów, szczególnie zauważyć, że rozpuszczaniu produktu spalania sodu w tlenie towarzyszyło pienienie się, a więc powstawanie gazu. Nie jest to typowe dla reakcji z wodą tlenku metalu z grupy litowców lub berylowców, której produktem powinien być wyłącznie wodorotlenek. Fakt ten wskazuje na błędne wyciągniecie wniosku. Aktywność litowców wzrasta wraz z numerem okresu: sód jest tak reaktywny, że – spalany w tlenie – tworzy nadtlenek sodu o wzorze Na2O2, a nie „zwykły” tlenek Na2O. Nadtlenek ten, reagując z wodą, daje wodorotlenek i gazowy tlen. Uczniowie pominęli ten fakt, i dlatego sformułowali błędny wniosek.
