Zadanie 20, matura maj 2015, chemia rozszerzona

Rozwiązanie I:

M_AlCl₃ = 133,5 g ⋅ mol⁻¹, M_NaOH = 40 g ⋅ mol⁻¹

Obliczenie masy AlCl₃ w roztworze:

$c_p = \dfrac{m_s}{m_r} \cdot 100\%$, stąd $m_{\ce{AlCl3}} = \dfrac{15\% \cdot 200\ \mathrm{g}}{100\%} = 30\ \mathrm{g}$

Obliczenie masy NaOH, który przereagował z 30 g AlCl₃:

1 mol AlCl₃ reaguje z 3 molami NaOH

$\dfrac{133{,}5\ \mathrm{g}}{30\ \mathrm{g}} = \dfrac{120\ \mathrm{g}}{x}$, x = m_NaOH = 26,97 g ≈ 27 g

Wodorotlenek sodu (32 g) został więc użyty w nadmiarze w stosunku do chlorku glinu w reakcji wytrącania Al(OH)₃.

Rozwiązanie II:

$m_{\ce{AlCl3}} = \dfrac{15\% \cdot 200\ \mathrm{g}}{100\%} = 30\ \mathrm{g}$, $n_{\ce{AlCl3}} = \dfrac{30\ \mathrm{g}}{133{,}5\ \mathrm{g \cdot mol^{-1}}} = 0{,}225\ \mathrm{mola}$

$n_{\ce{NaOH}} = \dfrac{32\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{g \cdot mol^{-1}}} = 0{,}8\ \mathrm{mola}$

Liczba moli NaOH, który przereagował z AlCl₃: 1 mol AlCl₃ – 3 mole NaOH, więc 0,225 mola ⋅ 3 = 0,675 mola NaOH; NaOH użyto w nadmiarze.

Obserwacje: Najpierw wytrąci się biały osad, który w miarę dodawania zasady będzie się roztwarzał. Na dnie zlewki pozostanie jednak część osadu.

Obliczenia:

2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do wyniku wskazującego, że wodorotlenek sodu został użyty w nadmiarze w stosunku do chlorku glinu w reakcji wytrącania Al(OH)₃.

1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:

– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego

lub

– podanie wyniku z niewłaściwą jednostką.

0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Obserwacje:

1 p. – za poprawne opisanie obserwacji adekwatnych do wykonanych obliczeń.

0 p. – za podanie obserwacji nieadekwatnych do otrzymanego wyniku lub podanie obserwacji bez wykonania obliczeń albo brak odpowiedzi.