Obliczenia chemiczne

Transkrypt

1 strona 1/8 Obliczenia chemiczne Dorota Lewandowska, Anna Warchoł, Lidia Wasyłyszyn Treść podstawy programowej: Wagowe stosunki stechiometryczne w związkach chemicznych i reakcjach chemicznych masa atomowa i cząsteczkowa, prawo stałości składu, prawo zachowania masy. Zadania Część A (0 5) Standard I Zadanie 1. Masa atomowa azotu jest dwa razy mniejsza od masy atomowej: tlenu krzemu glinu fosforu Zadanie 2. Masa cząsteczkowa Ca(OH) 2 wynosi: 57,1 u 58,1 u 74,1 u 114,2 u Zadanie 3. Prawo zachowania masy jest słuszne: tylko dla procesów fizycznych tylko dla reakcji syntezy dla reakcji syntezy i analizy dla wszystkich reakcji chemicznych

2 strona 2/8 Zadanie 4. Stosunek masowy związku chemicznego: jest zmienny jest stały, niezależnie od sposobu otrzymania związku zależy od sposobu otrzymania związku jest stały i charakterystyczny dla danego pierwiastka Zadanie 5. Z rozkładu 100 kg wapienia otrzymano 56 kg wapna palonego oraz: 44 kg tlenku węgla(iv) 56 kg tlenku węgla(iv) 100 kg tlenku węgla(iv) 156 kg tlenku węgla(iv) Zadanie 6. Część B (0 5) Standard II, III i IV Jeżeli stosunek masowy żelaza do tlenu wynosi 7:2, to wzór sumaryczny związku żelaza z tlenem ma postać: FeO2 Fe 2 3 Fe 3 4 FeO Zadanie 7. Jeżeli magnez łączy się z siarką w stosunku masowym Mg:S = 3:4, to 12 g siarki przyłączy magnezu w ilości: 9 g 9 u 16 g 16 u Zadanie 8. Z 40 g wapnia otrzymano 56 g tlenku wapnia. Stosunek masowy wapnia do tlenu wynosi: 1:1 5:2 5:7 10:4

3 strona 3/8 Zadanie 9. Masa cząsteczkowa związku o wzorze K 3 EO 4 wynosi 212 u. Pierwiastkiem E jest: chlor węgiel fosfor siarka Zadanie 10. Suma współczynników stechiometrycznych w równaniu x Fe + y Cl 2 = z FeCl 3 wynosi: dziesięć siedem cztery dwa Odpowiedzi na pytania testowe zakreśl w poniższej tabeli: A A A A A A A A A A B B B B B B B B B B C C C C C C C C C C D D D D D D D D D D Część C (0 5) Standard II Woda w basenie W celach bakteriobójczych woda na basenie jest chlorowana. Jednakże to nie chlor, lecz atomowy tlen (tlen w postaci pojedynczego atomu) ma właściwości bakteriobójcze. Powstaje on w reakcji chloru z wodą. Oprócz atomowego tlenu produktem tej reakcji jest chlorowodór. Zadanie 11. (0 1) Zapisz i uzgodnij równanie reakcji opisanej powyżej.

4 strona 4/8 Zadanie 12. (0 2) Oblicz, ile kilogramów tlenu powstanie, jeśli do basenu o pojemności 250 m 3 wrzucono 7,1 kg chloru. Zadanie 13. (0 2) Oblicz skład (w procentach masowych) powstałego w tej reakcji chlorowodoru. Część D (0 5) Standard III Wodór to najlżejszy pierwiastek W przyrodzie wodór występuje w dwóch trwałych odmianach izotopowych w postaci protu i deuteru. Tryt jest izotopem nietrwałym, powstającym w wyniku przemian promieniotwórczych. Zawartość protu izotopu o liczbie masowej równej 1 szacuje się na około 99,9%, deuteru izotopu o liczbie masowej 2 na 0,015%. Związek chemiczny deuteru z tlenem D 2 O zwany wodą ciężką używany jest w reaktorach atomowych jako moderator. Zadanie 14. (0 3) Oblicz masę cząsteczkową wody zwykłej i ciężkiej. Porównaj zawartość procentową tlenu w wodzie zwykłej i ciężkiej.

5 strona 5/8 Tlen pierwiastek niezbędny do życia Pierwiastkiem warunkującym życie jest tlen, powstaje on w procesie fotosyntezy. W uproszczeniu ten skomplikowany, wieloetapowy proces można przedstawić następującym schematem: tlenek węgla(iv) + woda światło i zielone części roślin glukoza + tlen Zadanie 15. (0 2) Zapisz i uzgodnij równanie reakcji opisujące proces fotosyntezy. Oblicz, ile ton tlenu powstanie w wyniku pochłonięcia przez rośliny zielone 440 ton tlenku węgla(iv). Część E (0 5) Standard VI Poniższy rysunek przedstawia schemat pewnego doświadczenia chemicznego: HCl Na 2 CO 3 Zadanie 16. (0 2) Zapisz obserwację i wniosek zawierający odpowiednie równanie reakcji do doświadczenia zilustrowanego powyższym schematem.

6 strona 6/8 Obserwacja: Wniosek: Zadanie 17. (0 1) Po wykonaniu powyższego doświadczenia zaobserwowano pewien ubytek masy. Czy w przypadku tego doświadczenia słuszne jest zatem prawo zachowania masy? Odpowiedź uzasadnij. Zadanie 18. (0 2) Jaki maksymalny ubytek masy można zaobserwować, jeśli użyto 5,3 g węglanu sodu i stechiometryczną ilość kwasu solnego?

7 strona 7/8 Odpowiedzi i kryteria punktowania Zadania zamknięte część A i B Lp Sprawdzana umiejętność Prawidłowa odpowiedź 1 Wskazanie pierwiastka o masie atomowej dwa razy większej od masy atomowej azotu. B 2 Obliczenie masy cząsteczkowej Ca(OH) 2. C 3 Określenie słuszności prawa zachowania masy. D 4 Określenie własności stosunku masowego pierwiastków w związku chemicznym. B 5 Obliczenie masy produktu na podstawie prawa zachowania masy. A 6 Określenie wzoru sumarycznego związku na podstawie stosunku masowego pierwiastków. D 7 8 Obliczenie ilości magnezu przyłączonego przez siarkę na podstawie stosunku masowego pierwiastków. Obliczenie stosunku masowego pierwiastków na podstawie ilości reagujących ze sobą substancji. A B 9 Identyfikacja pierwiastka na podstawie masy cząsteczkowej związku chemicznego. C 10 Obliczenie sumy współczynników stechiometrycznych w równaniu reakcji. B Zadania otwarte Część C, D i E Lp Kryteria oceniania Suma punktów za zadanie Przykładowe rozwiązanie Uwagi 11 1 pkt zapisanie i uzgodnienie równania reakcji 12 1 pkt ustalenie zależności miedzy ilością chloru a ilością tlenu 1 pkt obliczenie liczby kg tlenu 13 1 pkt obliczenie zawartości procentowej chloru w HCl 1 pkt obliczenie zawartości procentowej wodoru w HCl 14 1 pkt obliczenie mas cząsteczkowych H 2 O i D 2 O 1 pkt obliczenie zawartości procentowej tlenu w H 2 O i D 2 O 1 pkt udzielenie odpowiedzi 1 Cl 2 + H 2 O = 2 HCl + O 2 Mat Cl = 35,5u Mat O = 16u 2 35,5kg Cl 2 16 kg O 7,1 kg Cl 2 x kg O x = 1,6 kg 2 Mcz HCl = 36,5u 36,5u HCl 100% 35,5u Cl x% x = 97,3% 100% 97,3% = 2,7% 3 Mcz H2O = 18u Mcz D2O = 20u zaw% O w H 2 O = 16/18 100% 88,9% zaw% O w D 2 O = 16/20 100% = 80% Zawartość procentowa tlenu w wodzie ciężkiej jest mniejsza niż w wodzie zwykłej

8 strona 8/8 Lp Kryteria oceniania Suma punktów za zadanie Przykładowe rozwiązanie Uwagi 15 1 pkt zapisanie równania reakcji 1 pkt obliczenie liczby ton tlenu 16 1 pkt zapisanie obserwacji 1 pkt zapisanie wniosku i równania reakcji 17 1 pkt udzielenie odpowiedzi wraz z uzasadnieniem 18 1 pkt ustalenie zależności masowej odpowiednich reagentów 1 pkt obliczenie maksymalnego ubytku masy 2 6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O t CO t O 2 440t CO 2 x t O 2 x = 320 t 2 Obserwacje: Wydziela się bezbarwny gaz. Wniosek: W reakcji węglanu sodu z kwasem solnym wydziela się tlenek węgla(iv) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 3 1 Tak. Ubytek masy spowodowany jest wydzieleniem się gazowego produktu. 2 M cz Na 2 CO 3 = 106u, M cz CO 2 = 44u 106 g Na 2 CO 3 44 g CO 2 5,3 g Na 2 CO 3 x g CO 2 x = 2,2 g