Azotki berylowców, o wzorze ogólnym Me3N2(Me – atom berylowca), powstają w trakcie ogrzewania tych metali w atmosferze azotu. Są to związki o budowie jonowej składające się z kationów metali i anionów azotkowych N3–. W wyniku spalania magnezu w powietrzu powstają dwa związki o stałym stanie skupienia: tlenek magnezu i azotek magnezu. Te reakcje można opisać równaniami:
2Mg + O2 → 2MgO 3Mg + N2 → Mg3N2
Azotek magnezu reaguje z wodą zgodnie z poniższym równaniem:
Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3
Przeprowadzono następujące doświadczenie: próbkę magnezu spalono w powietrzu i otrzymano 0,15 g mieszaniny tlenku i azotku magnezu. W reakcji tej mieszaniny z wodą wydzielił się gaz o objętości równej 4,7 cm3 w przeliczeniu na warunki normalne.
Oblicz, jaki procent masy mieszaniny tlenku i azotku magnezu stanowi MgO. Przyjmij, że reakcja wydzielania gazu zaszła z wydajnością równą 100 %.
Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie poprawnej wartości liczbowej wyniku.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego. ALBO
– zastosowanie poprawnej metody i obliczenie wartości masy tlenku magnezu.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanejpoprawnej metody i poprawnych obliczeń.
0,0047 dm3 nNH3 = = 0,00021 mol 22,4 dm3 ∙ mol–11 mol Mg3N2 − − − − − − − − 2 mol NH3x mol − − − − − − − − 0,00021 mol
x = 0,0001 mol Mg3N2
mMg3N2 = 0,0001 mol ∙ 100,95 g ∙ mol−1 = 0,0101 g mMgO = 0,15g − 0,0101 g = 0,1399 g
0,1399 g %MgO = ∙ 100 % = 93,3 (%) 0,15 g