Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 136.
Przeprowadzono ciąg przemian chemicznych, w wyniku których z karbidu zawierającego 20% zanieczyszczeń otrzymano kwas etanowy (octowy). Przemiany te można przedstawić poniższym schematem.
CaC2 I C2H2 II CH3CHO III CH3COOH
Wydajności kolejnych przemian (etapów) były odpowiednio równe:
WI = 85%, WII = 80%, WIII = 95%.
Oblicz, ile decymetrów sześciennych związku organicznego powstanie w wyniku przemiany I (warunki normalne), jeżeli do reakcji użyto 1 kg zanieczyszczonego karbidu. Pamiętaj, że przemiana ta zachodzi z wydajnością równą 85%.
Rozwiązanie
Przykłady poprawnych odpowiedzi
mCaC2 = 1 kg
WI = 85%
Vzw. organicznego
Rozwiązanie:
I sposób
CaC2 I C2H2
1 kg = 1000 g
x
⸺
20%
x = 200 g ⇒ m karbidu = 800 g
800 g CaC2
⸺
y
y = 280 dm3
z
⸺
85%
z = 238 dm3
II sposób
CaC2 I C2H2
1 kg = 1000 g
x ⸺ 20%
x = 200 g ⇒ mkarbidu = 800 g ⇒
nkarbidu = 800 g64 g ⋅ mol−1 = 12,5 mola
12,5 mola CaC2
⸺
y
y = 280 dm3
z
⸺
85%
z = 238 dm3
Odpowiedź: W wyniku przemiany powstanie 238 dm3 związku organicznego.
Wskazówki
Aby rozwiązać zadanie, konieczne jest skorzystanie z informacji do zadań. Musisz zwrócić uwagę na stechiometrię przemiany i zauważyć (lub zapisać równanie reakcji przemiany I), że z 1 mola karbidu powstaje 1 mol acetylenu: CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2.
Rozwiązując zadanie, musisz wykorzystać informację, że użyty do reakcji karbid zawierał 20% zanieczyszczeń i następnie obliczyć masę czystego karbidu (mkarbidu = 800 g). Korzystając ze stechiometrii reakcji, możesz zapisać zależność, np. proporcję, której rozwiązanie pozwoli na obliczenie objętości acetylenu, przy założeniu, że przemiana przebiegła z wydajnością równą 100%. W informacji do zadań oraz w poleceniu do zadania umieszczona jest adnotacja, że reakcja przebiegła z wydajnością równą 85%. Należy więc obliczyć objętość wydzielonego gazu przy podanej w zadaniu wydajności (I sposób). Podczas rozwiązywania zadania pamiętaj o poprawnym zaokrąglaniu wyników pośrednich i wyniku końcowego oraz o podaniu wyniku z odpowiednią jednostką. Pamiętaj także, że rozwiązanie zadania każdą inną poprawną metodą zostanie ocenione pozytywnie.
