1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16.

Kategoria: Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Typ: Oblicz

Pierwiastek chemiczny X tworzy hydrat o wzorze XSO4 · 7H2O, którego 45,5% masy stanowi woda. Ustal masę molową pierwiastka X w zaokrągleniu do jedności.

Rozwiązanie

Przykłady poprawnych odpowiedzi

Dane:
XSO4 · 7H2O
% wody = 45,5%
Mwody = 18 g · mol–1
Szukane:
MX

Rozwiązanie:

I sposób
Obliczenie masy 7 moli wody:
7Mwody = 7 moli · 18 g · mol–1 = 126 g
Obliczenie masy jednego mola hydratu:

45,5%
100%
⸺
⸺
126 g H2O
x

x = 277 g

Obliczenie masy jednego mola XSO4: 277 g – 126 g = 151 g XSO4
M = 151 g · mol−1

Obliczenie masy molowej pierwiastka X (masy pierwiastka X w jednym molu XSO4):
151 g · mol−1 = y + 32 g · mol−1 + 4 mole · 16 g · mol−1 = y + 96 g · mol−1
y = 55 g · mol−1

II sposób
Obliczenie % masy soli XSO4 w hydracie: 100% – 45,5% = 54,5%
Obliczenie masy 7 moli wody:
7Mwody = 7 moli · 18 g · mol–1 = 126 g

Obliczenie masy soli XSO4 w hydracie:

45,5%
54,5%
⸺
⸺
126 g H2O
x

x = 151 g XSO4

Obliczenie masy pierwiastka X: M = 151 g · mol−1 151 g · mol−1 = y + 32 g · mol−1 + 4 · 16 g · mol−1 = y + 96 g · mol−1
y = 55 g · mol−1

Odpowiedź: Masa molowa pierwiastka X wynosi 55 g · mol−1.

Wskazówki

Znając wzór hydratu XSO4 · 7H2O, można obliczyć masę molową pierwiastka X kilkoma sposobami. Jeden z nich polega na obliczeniu masy 7 moli wody:
7 moli · 18 g · mol–1 = 126 g,
a następnie – wykorzystując informację o zawartości procentowej wody w hydracie – obliczenie masy jednego mola hydratu (możemy zrobić to przez proporcję, w której 100% stanowi masa hydratu, a 45,5% masa wody).
Masa mola hydratu wynosi 277 g. Z wzoru hydratu wynika, że na 7 moli H2O przypada 1 mol XSO4, dzięki temu możemy obliczyć masę jednego mola XSO4, czyli masę molową tego związku chemicznego. W tym celu od masy hydratu odejmujemy masę wody:

277 g – 126 g = 151 g XSO4.

Otrzymujemy masę molową XSO4 równą 151 g · mol−1, która jest sumą mas pierwiastków wchodzących w skład XSO4:

151 g · mol−1 = y + 32 g · mol−1 + 4 mole · 16 g · mol−1 = y + 96 g · mol−1.

Rozwiązując to równanie, otrzymujemy wartość masy molowej pierwiastka X równą
55 g · mol−1.