Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 75.
Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodano wodny roztwór kwasu siarkowego(VI) i wodny roztwór siarczanu(IV) potasu. Doświadczenie zilustrowano rysunkiem:
Reakcja przebiegła zgodnie ze schematem:
Cr2O2−7 + SO2−3 + H+ → Cr3+ + SO2−4 + H2O
Oblicz, ile centymetrów sześciennych roztworu dichromianu(VI) potasu o stężeniu 0,5 mol · dm–3 znajdowało się w probówce, jeżeli zawarty w nim dichromian(VI) potasu utlenił siarczan(IV) potasu obecny w 4 cm3 dodanego roztworu o stężeniu 0,4 mol · dm–3. Stosunek molowy reduktora do utleniacza w opisanej reakcji wynosi 3 : 1.
Rozwiązanie
Uwagi od BiologHelp:
W treści wprowadzającej poprawiono błąd występujący w oryginalnym zbiorze CKE - zastąpiono "siarczanu(IV) sodu" wyrażeniem "siarczanu(IV) potasu" aby tekst był zgodny z dołączonym schematem.
Przykłady poprawnych odpowiedzi
cm K2Cr2O7 = 0,5 mol · dm−3
Vr K2SO3 = 4 cm3
cm K2SO3 = 0,4 mol · dm−3
nreduktora : nutleniacza = 3 : 1
Vr K2Cr2O7
Rozwiązanie:
I sposób
Liczba moli K2SO3
n = cm · Vr
n = 0,4 mol · dm−3 · 0,004 dm3 = 0,0016 mola
Liczba moli K2Cr2O7
nK2SO3 : nK2Cr2O7 = 3 : 1
13 = x0,0016 mol
x = nK2Cr2O7 = 0,0005 mola
Objętość roztworu K2Cr2O7
Vr K2Cr2O7 = ncm = 0,0005 mol 0,5 mol ⋅ dm−3
Vr = 0,001 dm3 = 1 cm3
II sposób
3nK2Cr2O7 = nK2SO3
3(cm K2Cr2O7 · Vr K2Cr2O7) = cm K2SO3 · Vr K2SO3
3(0,5 mol · dm−3 · x) = 0,4 mol · dm−3 · 0,004 dm3
x = Vr K2Cr2O7 = 0,001 dm3 = 1 cm3
Odpowiedź: Objętość roztworu dichromianu(VI) potasu wynosi 1 cm3 .
Wskazówki
Zauważ, że liczba moli K2Cr2O7 jest 3 razy mniejsza od liczby moli K2SO3, bo stosunek molowy nK2SO3 : nK2Cr2O7 = 3 : 1. Liczbę moli K2SO3 (0,0016 mola) obliczamy jako iloczyn stężenia molowego i objętości roztworu K2SO3, a liczbę moli K2Cr2O7 (0,0005 mola) z odpowiedniej proporcji (I sposób). Objętość roztworu K2Cr2O7 (1 cm3) obliczamy jako iloraz liczby moli K2Cr2O7 i stężenia molowego roztworu (I sposób).
Objętość roztworu K2Cr2O7 (1 cm3) możesz też obliczyć, układając odpowiednie równanie. Oczywiście musisz pamiętać, że stosunek molowy nK2SO3 : nK2Cr2O7 = 3 : 1, a liczba moli może być wyrażona iloczynem stężenia molowego i objętości roztworu. Ta metoda obliczenia objętości roztworu K2Cr2O7 to II sposób. Należy przyjąć poprawne zaokrąglenia wyników pośrednich i wyniku końcowego oraz pamiętać o podaniu wyniku z odpowiednią jednostką. Pamiętaj, że wynik zależy od przyjętych zaokrągleń.
