Zadanie 9, zbiór cke 2023, chemia rozszerzona

4 pktobliczeniowetrudne (szac.)Zbiór CKE 2023

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.

Wypróbuj za darmo

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

nAsX2OX3=1,790 g197,84 g⋅mol−1=0,00905n_{\ce{As2O3}} = \frac{1{,}790\ \mathrm{g}}{197{,}84\ \mathrm{g \cdot mol^{-1}}} = 0{,}00905 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:

(NHX4)X4Ce(SOX4)X4 ⋅ 2 HX2O→HX2O4 NHX4X++CeX4++4 SOX4X2−+2 HX2O\ce{(NH4)4Ce(SO4)4 * 2H2O ->[\ce{H2O}] 4NH4+ + Ce^4+ + 4SO4^2- + 2H2O}

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

4 pkt

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).

3 pkt

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

2 pkt

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

1 pkt

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

0 pkt

rozwiązanie całkowicie błędne albo brak rozwiązania.

Umiejętności w zadaniu

Pliki cookies

Zapisujemy na Twoim urządzeniu to, bez czego serwis nie działa, np. zalogowanie. Plików analitycznych użyjemy tylko za Twoją zgodą. Szczegóły w polityce prywatności.