Zadanie 12 — rozwiązanie, matura chemii maj 2023, PR

Treść zadania

W celu określenia zawartości węglanu wapnia w mieszaninie dwóch soli, zawierającej również węglan magnezu, próbkę tej mieszaniny o masie $2, 84 g$ roztworzono w kwasie. Podczas analizy przebiegły reakcje chemiczne:

$CaCO_{3 (s)} + 2 H_{3} O_{(a q)}^{+} \to Ca_{(a q)}^{2 +} + CO_{2 (g)} + 3 H_{2} O_{(c)}$

$MgCO_{3 (s)} + 2 H_{3} O_{(a q)}^{+} \to Mg_{(a q)}^{2 +} + CO_{2 (g)} + 3 H_{2} O_{(c)}$

W wyniku zachodzących reakcji otrzymano $672 cm^{3}$ tlenku węgla(IV) w przeliczeniu na warunki normalne.

Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość $CaCO_{3}$ w badanej próbce mieszaniny.

Źródło: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

Dane: $m_{mieszanina} = 2, 84 g$ ; $V_{C O_{2}} = 672 cm^{3} = 0, 672 dm^{3}$ (warunki normalne).

Krok 1: liczba moli CO₂

$n_{C O_{2}} = \frac{V}{V _{m}} = \frac{0 , 672}{22 , 4} = 0, 03 mol$

Krok 2: układ równań

Z równań reakcji: 1 mol $CaCO_{3} \to$ 1 mol CO₂; 1 mol $MgCO_{3} \to$ 1 mol CO₂.

Niech $x$ = liczba moli $CaCO_{3}$ , $y$ = liczba moli $MgCO_{3}$ .

Bilans CO₂: $x + y = 0, 03$
Bilans masy: $100 x + 84 y = 2, 84$ (M(CaCO₃)=100, M(MgCO₃)=84)

Krok 3: rozwiązanie

Z (1): $y = 0, 03 - x$ . Wstawiamy do (2):
$100 x + 84 (0, 03 - x) = 2, 84$
$100 x + 2, 52 - 84 x = 2, 84$
$16 x = 0, 32 \Rightarrow x = 0, 02 mol$

Krok 4: procent masowy CaCO₃

$m_{C a C O_{3}} = 0, 02 \cdot 100 = 2, 00 g$

$%_{C a C O_{3}} = \frac{2 , 00}{2 , 84} \cdot 100% \approx 70, 4%$

Odpowiedź: zawartość $CaCO_{3}$ ≈ 70,4% masowych.

Typowy błąd / pułapka

Sprawdź jednostki: $V_{m} = 22, 4 dm^{3} / mol$ w warunkach normalnych (0°C, 1013 hPa).
Mas molowe: M(CaCO₃) = 40+12+48 = 100; M(MgCO₃) = 24+12+48 = 84.
Stosunek molowy w reakcji: 1 mol soli → 1 mol CO₂.
Często mylony jest stosunek mas (% mas.) ze stosunkiem molowym.

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 12 - chemia 2023 PR — Arkusz CKE 2023 PR chemia - zadanie 12 (mieszanina CaCO3/MgCO3, procent masowy). Na podstawie: CKE 2023 Oryginalny PDF CKE, str. 13

Treść zadania

Rozwiązanie

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji