Matura z chemii · maj 2024 · poziom rozszerzony

Zadanie 7.

2 pktFormuła 2023Źródło: CKE
Reakcje w roztworach wodnychpHstężeniazadanie obliczeniowe

Reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem baru przebiega zgodnie z równaniem:

H3O+ + OH– → 2H2O

Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu wodorotlenku baru o stężeniu molowym równym 0,020 mol ∙ dm−3 należy dodać do 25 cm3 kwasu solnego o pH = 1,5, aby otrzymany roztwór miał pH równe 3,7. Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworów.

Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
Zasady oceniania

2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku.

1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:

• popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB

• podanie wyniku z inną jednostką ALBO

1 pkt – wyznaczenie zależności pozwalającej obliczyć liczbę moli jonów wodorowych, które nie zostały zobojętnione, zawierającej odniesienie do stechiometrii reakcji i objętości roztworu Ba(OH)2.

0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Rozwiązanie

Sposób 1.

Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O

Stężenie początkowe i liczba moli jonów H+:

mol cH+= 10−1,5 = 0,0316 dm3 mol nH+= 0,0316 ∙ 0,025 dm3 = 0,00079 mol dm3mol cH+= 10−1,5 = 0,0316 dm3 mol nH+= 0,0316 ∙ 0,025 dm3 = 0,00079 mol dm3

Liczba moli wprowadzonych jonów wodorotlenkowych nOH−= 2∙0,02 ∙V=0,04 ∙V

Stężenie końcowe jonów H+:

mol cH+ = 10–3,7 = 0,0002 dm3 0,0002 = 0,025+V0,00079–0,04∙V⇒ V= 0,0195 dm3 = 19,5 (cm3)mol cH+ = 10–3,7 = 0,0002 dm3 0,0002 = 0,025+V0,00079–0,04∙V⇒ V= 0,0195 dm3 = 19,5 (cm3)

Sposób 2.

Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O

[H+] = 10−1,5= 0,0316 mol · dm−3

nHCl=nH+ = 0,0316 mol · dm−3 · 0,025 dm3 = 7,9 · 10−4 mol

nOH– = 2 · 0,02 mol · dm−3 · VBa(OH)2= 0,04 mol · dm−3 · VBa(O

H) 2H) 2

[H+] = 10−3,7= 0,0002 mol · dm−3

CH+ = Vn −4 −3 0 mol − 0,04 mol · dm · V Ba(OH) 2 0,0002 mol · dm−3= 0,025dm3+VBa(OH)nH+−nOH–= 8·1 0,025 + V Ba(OH) 2 2 ⇒ VBa(OH)2 = 0,01978dm3 VBa(OH)2 = 19,8 (cm3)CH+ = Vn −4 −3 0 mol − 0,04 mol · dm · V Ba(OH) 2 0,0002 mol · dm−3= 0,025dm3+VBa(OH)nH+−nOH–= 8·1 0,025 + V Ba(OH) 2 2 ⇒ VBa(OH)2 = 0,01978dm3 VBa(OH)2 = 19,8 (cm3)

Sposób 3.

H3O+ + OH– → 2H2O

H3O+OH−
n0mol7,9 · 10−42 ∙ 0,02 · V
∆nmol−2 ∙ 0,02 · V−2 ∙ 0,02 · V
nkmol0,0002·(0,025 + V)–

7,9 · 10−4 –2 ∙ 0,02 · V = 2 ∙ 10–4 · (0,025 + V)

V = 0,0195 dm3 VBa(OH)2 = 19,5 (cm3)V = 0,0195 dm3 VBa(OH)2 = 19,5 (cm3)

Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanejpoprawnej metody i poprawnych obliczeń.

Podobne zadanie z kursu

Tak samo liczy się to w moim kursie: reakcje w roztworach wodnych

Z lekcji „7 – Reakcje w roztworach wodnych”. Poniżej jedno z moich zadań treningowych i film, na którym rozwiązuję je krok po kroku.

Zadanie treningowe z kursu (nie z arkusza CKE)
Zadanie 2 · mocny kwas + wydajność
Do otrzymania 240 ml kwasu siarkowego(VI) użyto 4 g tlenku siarki(VI), a reakcja przebiegła z wydajnością 90%. Zakładając 100-procentową dysocjację powstałego kwasu, oblicz pH roztworu.

Więcej takich zadań z tego tematu za darmo: Obliczanie pH kwasów: zadania z rozwiązaniami

184zadań w tej lekcji
137filmów z rozwiązaniami
17podlekcji
Zobacz kurs maturalny 2027 →