Zadanie 15. (0–2)
Treść
Do 300 cm3 kwasu solnego o stężeniu 0,750 mol·dm-3 wprowadzono mieszaninę opiłków miedzi i cynku o masie 5,00 g. Przebiegła wtedy reakcja opisana równaniem:
$\ce{Me + 2H3O+ -> Me^2+ + H2 + 2H2O}$
Otrzymany roztwór rozcieńczono wodą do objętości 500 cm3 i stwierdzono, że stężenie jonów $\ce{H+}$ było w nim równe 0,300 mol·dm-3.
Oblicz, ile gramów miedzi znajdowało się w opisanej próbce mieszaniny opiłków metali. Wynik zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych […]; 7) wykonuje obliczenia dotyczące praw chemicznych.
I. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający: 1) stosuje pojęcia: […] mol […]; 6) dokonuje interpretacji jakościowej i ilościowej równania reakcji w ujęciu molowym […]; 7) wykonuje obliczenia […].
V. Roztwory. Zdający: 2) wykonuje obliczenia […] z zastosowaniem pojęć: stężenie […] molowe […].
Zasady oceniania 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie liczby gramów miedzi z poprawnym zaokrągleniem. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: • popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego • podanie wyniku z niepoprawnym zaokrągleniem • podanie wyniku z błędną jednostką ALBO – poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczby moli cynku. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.
Rozwiązanie
$c_m = \dfrac{n}{V}$ $\Rightarrow$ $n = 0{,}750 \cdot 0{,}3 = 0{,}225$ mol ($\ce{H+}$)
Po reakcji: $n = 0{,}3 \cdot 0{,}5 = 0{,}15$ mol ($\ce{H+}$)
0,225 mol − 0,15 mol = 0,075 mol ($\ce{H+}$)
1 mol $\ce{Zn}$ — 2 mol $\ce{H+}$
$x$ — 0,075 mol ($\ce{H+}$) $\Rightarrow$ $x = 0{,}0375$ mol $\ce{Zn}$
$m_{\ce{Zn}} = 0{,}0375\ \text{mol} \cdot 65{,}4\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1} = 2{,}4525\ \text{g} \approx 2{,}45\ \text{g}$
$m_{\ce{Cu}} = 5{,}00\ \text{g} - 2{,}45\ \text{g} = \mathbf{2{,}55\ (g)}$
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.