Zadanie 18.2. (0–2)
Treść
W trzech zlewkach umieszczono:
- w zlewce A czystą wodę
- w zlewce B roztwór węglanu sodu
- w zlewce C kwas solny
o równych objętościach. Do każdej zlewki wprowadzono jednakową porcję stałego węglanu wapnia. Zawartość zlewek wymieszano i odstawiono. Stwierdzono, że w żadnej zlewce węglan wapnia nie uległ całkowitemu rozpuszczeniu. Temperatura wszystkich roztworów po zakończeniu doświadczenia wynosiła 25 °C.
Rozstrzygnij, w której ze zlewek (A, B czy C) po zakończeniu doświadczenia znajdował się roztwór o największym stężeniu jonów $\ce{Ca^2+}$, a w której – roztwór o najmniejszym stężeniu jonów $\ce{Ca^2+}$. Zaznacz poprawną odpowiedź w każdym nawiasie i uzasadnij swoje stanowisko. W uzasadnieniu najmniejszego stężenia jonów $\ce{Ca^2+}$ odwołaj się do procesu równowagowego zachodzącego w roztworze.
Najwięcej jonów $\ce{Ca^2+}$ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie: …
Najmniej jonów $\ce{Ca^2+}$ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie: …
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg procesów chemicznych; 4) wskazuje na związek między właściwościami substancji a ich budową chemiczną; 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych […].
IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Zdający: 8) wymienia czynniki, które wpływają na stan równowagi reakcji […]; stosuje regułę Le Chateliera–Brauna (regułę przekory) do jakościowego określenia wpływu zmian […] na układ pozostający w stanie równowagi dynamicznej.
VI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający: 3) interpretuje wartości […] $K_s$.
VII. Systematyka związków nieorganicznych. Zdający: 12) przewiduje przebieg reakcji soli z mocnymi kwasami (wypieranie kwasów słabszych, nietrwałych, lotnych) […].
XI. Zastosowania wybranych związków nieorganicznych. Zdający: 1) projektuje doświadczenie, którego celem będzie odróżnienie skał wapiennych […].
Zasady oceniania 2 pkt – poprawne wskazanie zlewek: dla największego stężenia $\ce{Ca^2+}$ zlewki C, a dla najmniejszej ilości $\ce{Ca^2+}$ – B oraz napisanie poprawnych uzasadnień. 1 pkt – poprawne wskazanie zlewki C oraz poprawne uzasadnienie. ALBO – poprawne wskazanie zlewki B oraz poprawne uzasadnienie odwołujące się do procesu równowagowego zachodzącego w roztworze. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Najwięcej jonów $\ce{Ca^2+}$ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Przykładowe uzasadnienia:
- Trudno rozpuszczalny w wodzie węglan wapnia reaguje z jonami $\ce{H+}$, a w wyniku tej reakcji jony $\ce{Ca^2+}$ przechodzą do roztworu.
- Trudno rozpuszczalny w wodzie węglan wapnia reaguje z $\ce{HCl}$, tworząc chlorek wapnia – sól rozpuszczalną w wodzie.
W roztworze zachodzi reakcja: $\ce{CaCO3 + 2H+ -> Ca^2+ + CO2(^) + H2O}$ ALBO $\ce{CaCO3 + 2H3O+ -> Ca^2+ + CO2(^) + 3H2O}$
Po zakończeniu doświadczenia najmniej jonów $\ce{Ca^2+}$ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Przykładowe uzasadnienia:
- Obecność jonów $\ce{CO3^2-}$ w roztworze zmniejsza rozpuszczalność węglanu wapnia (przesuwa równowagę procesu w stronę substratów).
- W roztworze zachodzi reakcja: $\ce{Ca^2+ + CO3^2- -> CaCO3}$, która powoduje przesuwanie równowagi dysocjacji stałego węglanu wapnia w stronę substratów.
Uwaga: elementy rozwiązania podane w nawiasach nie są wymagane.