Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 126.
Siarkowodór otrzymywany jest w laboratorium w reakcji kwasu solnego z siarczkiem żelaza(II). Reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem:
FeS(s) + 2HCl(aq) → FeCl2 (aq) + H2S(g)
Tak otrzymany gazowy siarkowodór wykorzystuje się w analizie chemicznej do wytrącania osadów trudno rozpuszczalnych siarczków, np. siarczku cynku. Gdy wodny roztwór, w którym znajdują się jony cynku, nasyca się siarkowodorem, zachodzi reakcja opisana równaniem:
Zn2+ + H2S → ZnS ↓ + 2H+
Po zakończeniu reakcji biały osad siarczku cynku odsącza się na sączku z bibuły, przemywa i umieszcza wraz z sączkiem w uprzednio zważonym porcelanowym tyglu. Następnie spala się sączek i praży osad w temperaturze 900°C aż do uzyskania stałej masy. Podczas prażenia osad siarczku cynku przechodzi w tlenek cynku zgodnie z równaniem:
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2 ↑
Znając masę otrzymanego tlenku cynku, można obliczyć masę cynku, który znajdował się w badanym roztworze.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Chemiczne metody analizy ilościowej, t. 2, Warszawa 1998, s. 174–175
Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg przedstawiono na poniższym rysunku.
Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w czasie doświadczenia w kolbie I i II.
Rozwiązanie
Przykłady poprawnych odpowiedzi
Kolba I: Po wkropleniu kwasu solnego obserwujemy pienienie się roztworu w zetknięciu
z czarną substancją stałą, a ilość tej substancji się zmniejsza.
lub
Po wkropleniu kwasu solnego można zaobserwować wydzielanie się bezbarwnego gazu.
Kolba II: Z bezbarwnego i klarownego roztworu wytrąca się biały osad.
lub
Bezbarwny roztwór najpierw mętnieje, a potem obserwujemy wytrącanie białego osadu.
Wskazówki
Aby poprawnie opisać zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia, trzeba wykorzystać informacje przedstawione we wprowadzeniu oraz przeanalizować schemat zestawu, w którym doświadczenie wykonano. W kolbie I znajduje się czarna substancja stała – jest nim siarczek żelaza(II) – do którego dodawany jest kwas solny. Z informacji dowiadujemy się, że kwas solny reaguje z siarczkiem żelaza(II), w wyniku czego powstaje gazowy siarkowodór. Powinniśmy wiedzieć, że gaz ten jest bezbarwny. Możemy na tej podstawie sformułować opis zmian dokonujących się w kolbie I. W kolbie II znajduje się bezbarwny roztwór siarczanu(VI) cynku, do którego doprowadzany jest gazowy siarkowodór wydzielony w kolbie I. Z informacji do zadania wynika, że po wprowadzeniu siarkowodoru do roztworu zawierającego jony cynku zachodzi reakcja, w wyniku której wytrąca się biały osad siarczku cynku, dzięki czemu możemy przewidzieć zmiany możliwe do zaobserwowania w kolbie II.
