Zadanie 9, zbiór cke 2023, chemia rozszerzona
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Zadanie
Polecenie
Cer może tworzyć związki chemiczne wyłącznie na +III (bezbarwne sole) albo na +IV stopniu utlenienia (związki czerwono-pomarańczowe). Roztwory soli ceru(IV) można stosować do miareczkowania wszystkich substancji organicznych i nieorganicznych o właściwościach redukujących. Roztwory zawierające kation Ce4+ otrzymuje się poprzez rozpuszczenie w wodzie lub rozcieńczonym kwasie siarkowym(VI) dwuwodnego siarczanu(VI) amonu ceru(IV) (NH4)4Ce(SO4)4 ⋅ 2 H2O, który dysocjuje całkowicie na jony amonowe, ceru(IV) i siarczanowe(VI). Substancją zalecaną do ustalenia dokładnej wartości stężenia molowego kationów Ce4+ (nastawienia miana roztworu) jest tlenek arsenu(III) As2O3. Reakcja pomiędzy jonami ceru(IV) a tlenkiem arsenu(III) prowadzi do powstania kwasu arsenowego(V) H3AsO4 i odbarwienia roztworu.
W celu ustalenia stężenia molowego pewnej substancji organicznej przygotowano roztwór mianowany jonów ceru Ce4+ poprzez rozpuszczenie mx gramów dwuwodnego siarczanu(VI) amonu ceru(IV) w wodzie destylowanej i dopełnienie roztworu wodą do całkowitej objętości równej 1,000 dm3. Podczas nastawiania miana roztworu jonów ceru Ce4+, 200,0 cm3 tego roztworu przereagowało dokładnie z 1,790 g tlenku arsenu(III).
Oblicz, ile gramów dwuwodnego siarczanu(VI) amonu ceru(IV) zużyto do przygotowania roztworu mianowanego kationów ceru(IV).
Korepetytor AI
Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.
3 rozmowy · bez karty · Zaloguj się
Sprawdź się
Odpowiedz i oceń, jak poszło. Klucz odsłoń dopiero, gdy masz swoją odpowiedź.
Zanim porównasz z kluczem
Jak poszło Ci z tym zadaniem?
Zaloguj się, żeby zapisać ocenę i wrócić do zadania później.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanieKlucz i punktacja
Odpowiedź z klucza CKE
Równania połówkowe procesów:
redukcja kationów ceru(IV) do kationów ceru(III): Ce4+ + e− → Ce3+
utlenienie tlenku arsenu(III) do kwasu arsenowego(V) w środowisku kwasowym: As2O3 + 5 H2O → 2 H3AsO4 + 4 H+ + 4 e− ALBO As2O3 + 9 H2O → 2 H3AsO4 + 4 H3O+ + 4 e−
Sumaryczne równanie reakcji przebiegającej podczas nastawiania miana roztworu jonów ceru(IV):
As2O3 + 4 Ce4+ + 5 H2O → 2 H3AsO4 + 4 Ce3+ + 4 H+ ALBO As2O3 + 4 Ce4+ + 9 H2O → 2 H3AsO4 + 4 Ce3+ + 4 H3O+
(Równanie można także zbilansować metodą algebraiczną, z bilansu liczby atomów O i H oraz ładunku wynika: x = 4, y = 5, z = 4.)
Liczba moli tlenku arsenu(III) zużytego w reakcji:
MAs₂O₃ = 2 ⋅ 74,92 + 3 ⋅ 16,00 = 197,84 g ⋅ mol−1
mol
Liczba moli jonów Ce4+ obecnych w 200,0 cm3 roztworu:
nCe⁴⁺ = 4 ⋅ nAs₂O₃ = 4 ⋅ 0,00905 = 0,0362 mol
Równanie całkowitej dysocjacji jonowej soli:
stąd nsoli = nCe⁴⁺ = 0,0362 mol.
Masa molowa dwuwodnego siarczanu(VI) amonu ceru(IV):
M = 4 ⋅ 14,01 + 20 ⋅ 1,01 + 140,12 + 4 ⋅ 32,07 + 18 ⋅ 16,00 = 632,64 g ⋅ mol−1
Do reakcji z tlenkiem arsenu(III) użyto 200,0 cm3 z 1000,0 cm3 przygotowanego roztworu, czyli jedną piątą, zatem:
mx = 5 ⋅ 0,0362 mol ⋅ 632,64 g ⋅ mol−1 = 115 g
Schemat punktowania
rozwiązanie zawierające poprawnie zastosowaną metodę prowadzącą do obliczenia masy dwuwodnego siarczanu(VI) amonu ceru(IV), którego należało użyć do przygotowania mianowanego roztworu jonów ceru(IV).
poprawne zapisanie sumarycznego równania reakcji przebiegającej pomiędzy tlenkiem arsenu(III) a jonami ceru(IV), obliczenie masy dwuwodnego siarczanu(VI) amonu ceru(IV), którego należało użyć do przygotowania mianowanego roztworu jonów ceru(IV), ale rozwiązanie zawiera błędy (arytmetyczne, odczytu danych, wynik jest podany z błędną jednostką).
- poprawne zapisanie sumarycznego równania reakcji przebiegającej pomiędzy tlenkiem arsenu(III) a jonami ceru(IV), obliczenie (w oparciu o równanie procesu dysocjacji) liczby moli siarczanu(VI) amonu ceru(IV), jaką należało użyć do przygotowania mianowanego roztworu jonów ceru(IV).
albo
poprawne zapisanie sumarycznego równania reakcji przebiegającej pomiędzy tlenkiem arsenu(III) a jonami ceru(IV).
- poprawne zapisanie sumarycznego równania reakcji przebiegającej pomiędzy tlenkiem arsenu(III) a jonami ceru(IV), obliczenie (w oparciu o równanie procesu dysocjacji) liczby moli siarczanu(VI) amonu ceru(IV), jaką należało użyć do przygotowania mianowanego roztworu jonów ceru(IV), ale rozwiązanie zawiera błędy (arytmetyczne, odczytu danych, wynik jest podany z błędną jednostką lub bez jednostki).
ALBO
- zapisanie i zbilansowanie sumarycznego równania reakcji metodą algebraiczną.
albo
zapisanie równania połówkowego reakcji redukcji jonów ceru(IV) i zapisanie równania połówkowego reakcji utlenienia tlenku arsenu(III).
- zapisanie równania połówkowego reakcji redukcji jonów ceru(IV) i zapisanie równania połówkowego reakcji utlenienia tlenku arsenu(III), ale zapisane sumaryczne równanie reakcji przebiegającej pomiędzy tlenkiem arsenu(III) a jonami ceru(IV) ma usterki wynikające z błędów arytmetycznych.
albo
rozwiązanie całkowicie błędne albo brak rozwiązania.