Zadanie 11.1. (0-2)
Aby oznaczyć stężenie jonów żelaza(III), z próbki roztworu o objętości 100 cm3 całkowicie
strącono uwodniony tlenek żelaza(III). Osad wyodrębniono ilościowo, przeniesiono do tygla
i prażono do uzyskania stałej masy tlenku żelaza(III), równej 0,040 g.
Oblicz stężenie molowe jonów żelaza(III) w badanym roztworze.
Obliczenia:
Zadanie 11.1. (0-2)
Wymagania ogólne
Wymaganie szczegółowe
I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie
informacji. Zdający:
z różnorodnych źródeł.
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
Zdający:
informacje do rozwiązywania problemów
chemicznych […];
chemicznych.
I. Atomy, cząsteczki i stechiometria
chemiczna. Zdający:
liczby moli oraz mas substratów i produktów
(stechiometria wzorów i równań
chemicznych) […].
Zasady oceniania
2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie
wartości liczbowej wyniku z poprawną jednostką.
1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, ale:
• popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
LUB
• podanie wyniku z inną jednostką
ALBO
1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzące do
poprawnej liczby moli jonów żelaza(III), ale brak wartości albo niepoprawna wartość
stężenia jonów żelaza(III) w próbce.
0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.
Sól 2. w roztworze pipecie:
KCl K2CrO4 Fe(NO3)3 K2Cr2O7
Sól 1. w roztworze w probówce:
CuSO4 Cr(NO3)3 AgNO3 (NH4)2SO4
Przykładowe rozwiązanie
1 mol Fe2O3 159,7 g
𝑥 0,040 g
𝑥= 0,00025 (mol Fe2O3)
1 mol Fe2O3 2 mol Fe3+
0,00025 mol Fe2O3 𝑦
𝑦= 0,0005 (mol Fe3+)
cFe3+ =
0,0005
0,1 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟓 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦-𝟑 ALBO cFe3+ = 5 ∙ 1𝟎-𝟑 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦-𝟑
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej
poprawnej metody i poprawnych obliczeń.
Krok 1. Masa molowa tlenku żelaza(III). $$M_{\\text{Fe}2\\text{O}_3} = 2\\cdot 55{,}85 + 3\\cdot 16{,}00 = 111{,}70 + 48{,}00 = 159{,}70\\ \\text{g/mol}$$ Krok 2. Liczba moli $\\text{Fe}_2\\text{O}_3$. $$n{\\text{Fe}2\\text{O}_3} = \\frac{m}{M} = \\frac{0{,}040\\ \\text{g}}{159{,}70\\ \\text{g/mol}} = 2{,}5\\cdot 10^{-4}\\ \\text{mol}$$ Krok 3. Liczba moli jonów $\\text{Fe}^{3+}$. W jednym molu $\\text{Fe}_2\\text{O}_3$ są dwa atomy żelaza, a całe żelazo z roztworu przeszło do osadu: $$n{\\text{Fe}^{3+}} = 2 \\cdot n_{\\text{Fe}2\\text{O}_3} = 2 \\cdot 2{,}5\\cdot 10^{-4} = 5{,}0\\cdot 10^{-4}\\ \\text{mol}$$ Krok 4. Stężenie molowe. $$V = 100\\ \\text{cm}^3 = 0{,}100\\ \\text{dm}^3$$ $$c{\\text{Fe}^{3+}} = \\frac{n}{V} = \\frac{5{,}0\\cdot 10^{-4}\\ \\text{mol}}{0{,}100\\ \\text{dm}^3}$$ $$\\boxed{c_{\\text{Fe}^{3+}} = 5{,}0\\cdot 10^{-3}\\ \\text{mol}\\cdot\\text{dm}^{-3} = 0{,}0050\\ \\text{mol}\\cdot\\text{dm}^{-3}}$$ 11.2. C — sączenie. Osad jest ciałem stałym zawieszonym w cieczy. Aby oddzielić go ilościowo (bez strat), przesącza się mieszaninę przez sączek: osad zostaje na sączku, przesącz przechodzi do naczynia.
"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"$$M(\\ce{Fe2O3}) = 2\\cdot 55{,}85 + 3\\cdot 16{,}00 = 159{,}70\\ \\text{g/mol}$$
$$n_{\\ce{Fe2O3}} = \\frac{0{,}040\\ \\text{g}}{159{,}70\\ \\text{g/mol}} = 2{,}505\\cdot 10^{-4}\\ \\text{mol}$$
W jednym molu \\(\\ce{Fe2O3}\\) są 2 mole atomów żelaza, czyli 2 mole jonów \\(\\ce{Fe^3+}\\):
$$n_{\\ce{Fe^3+}} = 2\\cdot n_{\\ce{Fe2O3}} = 2\\cdot 2{,}505\\cdot 10^{-4} = 5{,}01\\cdot 10^{-4}\\ \\text{mol} \\approx 5\\cdot 10^{-4}\\ \\text{mol}$$
Objętość próbki \\(100\\ \\text{cm}^3 = 0{,}1\\ \\text{dm}^3\\):
$$c_{\\ce{Fe^3+}} = \\frac{5\\cdot 10^{-4}\\ \\text{mol}}{0{,}1\\ \\text{dm}^3} = 5\\cdot 10^{-3}\\ \\text{mol/dm}^3$$
\\(c_{\\ce{Fe^3+}} = 0{,}005\\ \\text{mol/dm}^3\\).
\n2 pkt - poprawna metoda + obliczenia + wynik z jednostką. 1 pkt - poprawna metoda z błędem rachunkowym LUB inna jednostka ALBO poprawna liczba moli \\(\\ce{Fe^3+}\\) bez/z błędnym stężeniem. 0 pkt - błędna metoda.
"}]}