Zadanie 21, matura czerwiec 2017, chemia rozszerzona

Rozwiązanie I:

M_CaCO₃ = 100 g ⋅ mol⁻¹, M_CaO = 56 g ⋅ mol⁻¹

Jeśli m_CaCO₃ to masa węglanu wapnia, który uległ rozkładowi, a m_CaO to masa tlenku wapnia, który powstał, to z warunków zadania wynika zależność:

(10 g − m_CaCO₃) + m_CaO = 6,04 g

Korzystając ze wzoru $n = \frac{m}{M}$: m_CaCO₃ = 100 ⋅ n_CaCO₃ oraz m_CaO = 56 ⋅ n_CaO, zatem:

(10 − 100 ⋅ n_CaCO₃) + 56 ⋅ n_CaO = 6,04

Ze stechiometrii reakcji wynika, że n_CaCO₃ = n_CaO, zatem po rozwiązaniu: n_CaCO₃ = 0,09 mola, czyli rozkładowi uległo m_CaCO₃ = 9 g.

Masa węglanu wapnia, który nie uległ rozkładowi: 10 g − 9 g = 1 g

$\%_{\ce{CaCO3}} = \frac{1 \ \mathrm{g}}{10 \ \mathrm{g}} \cdot 100\% = 10\%$

Rozwiązanie II:

M_CaCO₃ = 100 g ⋅ mol⁻¹, M_CO₂ = 44 g ⋅ mol⁻¹

Masa wydzielonego tlenku węgla(IV): m_CO₂ = 10 g − 6,04 g = 3,96 g

Z proporcji $\frac{100 \ \mathrm{g}}{44 \ \mathrm{g}} = \frac{m_{\ce{CaCO3}}}{3{,}96 \ \mathrm{g}}$ wynika m_CaCO₃ = 9 g (masa rozłożonego węglanu).

Masa węglanu wapnia, który nie uległ rozkładowi: 10 g − 9 g = 1 g

$\%_{\ce{CaCO3}} = \frac{1 \ \mathrm{g}}{10 \ \mathrm{g}} \cdot 100\% = 10\%$

Rozwiązanie III:

n_CaCO₃ = 0,1 mola; jeśli x to liczba moli CaCO₃, która nie uległa rozkładowi:

x ⋅ 100 + (0,1 − x) ⋅ 56 = 6,04, stąd x = 0,01 mola

$\%_{\ce{CaCO3}} = \frac{0{,}01 \ \mathrm{mola}}{0{,}1 \ \mathrm{mola}} \cdot 100\% = 10\%$

2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w procentach.

Uwaga: należy zwrócić uwagę na zależność wartości wyniku końcowego od ewentualnych wcześniejszych zaokrągleń.

1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:

– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego

ALBO

– niepodanie wyniku w procentach.

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