Przygotowano płytkę A oraz B o ...- Zadanie 113: CHEMIA. Zeszyt 2. Zbiór zadań dla liceum ogólnokształcącego i technikum. Nowa podstawa programowa. Poziom rozszerzony

Rozwiązanie

płytka A:

Z treści zadania wiemy, że wydziela się duszący, bezbarwny gaz. Zważywszy na to , że w reakcji bierze udział H₂SO₄ możemy stwierdzić, że gazem tym jest SO₂.

Układamy równanie reakcji:

$M e + 2 H_{2} S O_{4} \to M e S O_{4} + H_{2} O + S O_{2}$

Z równania reakcji wynika, że w reakcji tej stechiometrycznie wydziela się 1 mol SO₂. W warunkach normalnych jeden mol tego gazu zajmuje 22,4 dm³. Z treści zadania wiemy, że wydzieliło się 35 dm³ tego gazu. Liczymy jaka to ilość moli:

$1 m o l_{S O_{2}} - 22, 4 d m_{S O_{2}}^{3}$

$x - 35 d m_{S O_{2}}^{3}$

$x = \frac{35 d m _{S O_{2}}^{3} \cdot 1 m o l _{S O_{2}}}{22 , 4 d m _{S O_{2}}^{3}} = 1, 56 m o l a_{S O_{2}}$

Stosunek molowy MeSO₄ do SO₂ to 1:1, zatem skoro wydzieliło się 1,56 mola SO₂ oznacza, to że otrzymano także 1,56 mola MeSO₄.

Jeden mol cząsteczek MeSO₄ zawiera jeden mol reszt kwasowych SO₄²^-, zatem 1,56 mola MeSO₄ zawiera 1,56 mola reszt kwasowych. Masa jednego mola reszt kwasowych wynosi m_S + 4٠m_O = 32 g + 4٠16 g = 96 g. Liczymy jaka była rzeczywista masa reszt kwasowych znajdujących się w otrzymanej soli:

$1 m o l_{S O_{4}^{2 -}} - 96 g_{S O_{4}^{2 -}}$

$1, 56 m o l a_{S O_{4}^{2 -}} - x$

$x = \frac{1 , 56 m o l a _{S O_{4}^{2 -}} \cdot 96 g _{S O_{4}^{2 -}}}{1 m o l _{S O_{4}^{2 -}}} = 149, 76 g_{S O_{4}^{2 -}}$

Z treści zadania wiemy, że masa płytki zmalała o 66,67%, a zatem taka ilość metalu przeszła w skład otrzymanej soli.

Liczymy jaka to masa metalu:

$150 g_{M e} \cdot 66, 67 % = 100 g_{M e}$

Na masę otrzymanej soli składa się masa metalu oraz masa reszt kwasowych zatem:

$m_{M e S O_{4}} = m_{M e} + m_{S O_{4}^{2 -}} = 100 g + 149, 76 g = 249, 76 g$

Na masę jednego mola soli składa się masa mola atomów metalu i masa mola reszt kwasowych, czyli:

$m_{M e S O_{4}} = m_{M e} + m_{S O_{4}^{2 -}} = m_{M e} + 96 g$

Możemy teraz obliczyć masę mola metalu:

$1 m o l_{M e S O_{4}} - m_{M e} + 96 g$

$1, 56 m o l a_{M e S O_{4}} - 249, 76 g$

$249, 76 g \cdot 1 m o l = 1, 56 m o l a \cdot (m_{M e} + 96 g)$

$249, 76 g \cdot m o l = 1, 56 m o l \cdot m_{M e} + 149, 76 g \cdot m o l / - 149, 76 g \cdot m o l$

$100 g \cdot m o l = 1, 56 m o l \cdot m_{M e} / : 1, 56 m o l$

$m_{M e} = 64 g$

W układzie okresowym odszukujemy metal o masie mola 64 g. Jest to miedź.

płytka B

Z treści zadania wiemy, że wydziela się bezbarwny gaz. Zważywszy na to, że w reakcji bierze udział HCl możemy stwierdzić, że gazem tym jest H₂.

Układamy równanie reakcji:

$M e + 2 H C l \to M e C l_{2} + H_{2}$

Z równania reakcji widzimy, że po reakcji cała masa metalu przechodzi w skład soli w roztworze. Mimo to masa roztworu nie wzrasta o 150 g, a o 144,55 g. Różnica ta jest to masa wydzielonego wodoru. A zatem w reakcji wydzieliło się 150 g - 144,55 g = 5,45 g wodoru.

Masa jednego mola H₂ to 2٠m_H = 2٠1 g = 2 g. Liczymy ile moli wodoru wydzieliło się w reakcji:

$1 m o l_{H_{2}} - 2 g_{H_{2}}$

$x - 5, 45 m o l a_{H_{2}}$

$x = \frac{5 , 45 m o l a _{H_{2}} \cdot 1 m o l _{H_{2}}}{2 g _{H_{2}}}$

$x = 2, 73 m o l a_{H_{2}}$

Stosunek molowy MeCl₂ do H₂ to 1:1, zatem skoro wydzieliło się 2,73 mola H₂ oznacza, to że otrzymano także 2,73 mola MeCl₂.

Jeden mol cząsteczek MeCl₂ zawiera dwa mole reszt kwasowych Cl^-, zatem 2,73 mola MeCl₂ zawiera 2٠2,73 = 5,46 mola reszt kwasowych. Masa jednego mola reszt kwasowych wynosi m_Cl^- = 35,5 g. Liczymy jaka była rzeczywista masa reszt kwasowych znajdujących się w otrzymanej soli:

$1 m o l_{C l^{-}} - 35, 5 g_{C l^{-}}$

$5, 46 m o l a_{C l^{-}} - x$

$x = \frac{5 , 46 m o l a _{C l^{-}} \cdot 35 , 5 g _{C l^{-}}}{1 m o l _{C l^{-}}} = 193, 83 g_{C l^{-}}$

Na masę otrzymanej soli składa się masa metalu oraz masa reszt kwasowych zatem:

$m_{M e C l_{2}} = m_{M e} + m_{C l^{-}} = 150 g + 193, 83 g = 343, 83 g$

Na masę jednego mola soli składa się masa mola atomów metalu i masa dwóch moli reszt kwasowych, czyli:

$m_{M e C l_{2}} = m_{M e} + 2 \cdot m_{C l^{-}} = m_{M e} + 2 \cdot 35, 5 g = m_{M e} + 71 g$

Możemy teraz obliczyć masę mola metalu:

$1 m o l_{M e C l_{2}} - m_{M e} + 71 g$

$2, 73 m o l a_{M e C l_{2}} - 343, 83 g$

$343, 83 g \cdot 1 m o l = 2, 73 m o l a \cdot (m_{M e} + 71 g)$

$343, 83 g \cdot m o l = 2, 73 m o l \cdot m_{M e} + 193, 83 g \cdot m o l / - 193, 83 g \cdot m o l$

$150 g \cdot m o l = 2, 73 m o l \cdot m_{M e} / : 2, 73 m o l$

$m_{M e} = 54, 9 g$

W układzie okresowym odszukujemy metal o masie mola 54,9 g. Jest to mangan.

Odpowiedź: Płytka A składała się z miedzi, a płytka B z manganu.

Klaudia

Nauczycielka chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.