T 3.2.4 Zadania typu maturalnego
Obliczenia stechiometryczne
Zadanie 1
Ogrzewano próbkę chloranu (V) potasu w wyniku czego uzyskano beztlenową sól oraz gaz, który w warunkach normalnych zajmuje objętość 448 ml. Oblicz masę KClO3 użytego w reakcji rozkładu termicznego.
Odpowiedź:
……………………………………………………………………………………………………………………………….
Zadanie 2
Oblicz ile można otrzymać tlenku wapnia podczas ogrzewania 100 kg węglanu wapnia zawierającego 5% zanieczyszczeń, zakładając że wydajność reakcji wynosi 10%
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 3
Tlenek pewnego metalu o wzorze ogólnym M2O3 w ilości 0,319 g można zredukować w warunkach podwyższonej temperatury za pomocą wodoru do czystego metalu oraz wody, co wymaga 12 mg wodoru. Zidentyfikuj metal M.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 4
Azotan (V) amonu podczas ogrzewania (T = 120 ℃) rozkłada się z wydzieleniem tlenu, azotu oraz wody. Oblicz łączną objętość gazów, którą można otrzymać w wyniku rozkładu 32 g NH4NO3 zmierzonych w warunkach p = 1013 hPa , T = 730 K.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 5
Zmieszano ze sobą 1 mol siarczku żelaza (III) , 63 g wody oraz 67,2 dm3 tlenu (zmierzone w warunkach normalnych), a w układzie przebiegała reakcja zgodnie z opisanym niżej równaniem. Oblicz masę powstałego wodorotlenku żelaza.
2 Fe2S3 + 3 O2 + 6 H2O ⟶ 4 Fe(OH)3 + 6S
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 6
Chloran (VII) potasu można otrzymać w wyniku serii następujących po sobie reakcji przedstawionych poniżej.
Cl2 + 2 KOH ⟶ KCl + KClO + H2O
3 KClO ⟶ KCl + KClO3
4 KClO3 ⟶ KCl + 3KClO4
Oblicz jaką masę chloru należy użyć, aby wyprodukować 1 tonę chloranu (VII) potasu.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 7
Stop glinu z miedzią (m = 0,42 g) został potraktowany nadmiarem kwasu solnego, w wyniku czego powstało 415 ml wodoru odmierzonego w warunkach normalnych. Oblicz skład procentowy tego stopu.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 8
Reakcja chlorowania alkanów według mechanizmu rodnikowego może zakończyć się podstawieniem więcej niż jednego atomu wodoru. Podczas reakcji chlorowania metanu zaobserwowano dwie następujące po sobie reakcje, przebiegające z wydajnością odpowiednio 85% oraz 60%. Do reakcji użyto 40 g metanu oraz nadmiaru chloru. Oblicz masę dichlorometanu, który powstanie w tej reakcji. Ile należy użyć metanu (w molach), aby w reakcji z nadmiarem chloru powstało 100 g CH2Cl2?
CH4 + Cl2 ⟶ CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 ⟶ CH2Cl2 + HCl
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 9
Folię aluminiową o wymiarach 5 cm ✕ 2 dm ✕ 0,6 mm roztworzono w nadmiarze kwasu solnego. Oblicz objętość gazu , która wydzieli się w trakcie tej reakcji, zakładając warunki normalne. Gęstość glinu wynosi d = 2,7 g•cm−3..
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 10
Próbkę o masie 5 gram kredy, która w większości składa się z węglanu wapnia została roztworzona w nadmiarze kwasu solnego, w wyniku czego wydzieliło się 1 dm3 gazu odmierzonego w warunkach normalnych. Oblicz zawartość procentową węglanu wapnia w próbce analizowanej kredy.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 11
Kriolit o wzorze Na3AlF6 jest ważnym związkiem pod kątem przemysłowym. Otrzymuje się w go w wyniku reakcji przedstawionej poniżej:
Al2O3 (s) + 6 NaOH (aq) + 12 HF (g) ⟶ 2 Na3AlF6 (s) + 9 H2O (l)
Używając 7,8 g tlenku glinu, 0,5 mola NaOH oraz nadmiaru HF (g) otrzymano 27 g kriolitu. Oblicz wydajność reakcji.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 12
W trakcie projektowania syntezy organicznej przeróżnych ważnych związków, jak na przykład leków bierze się pod uwagę wiele czynników jak wydajność reakcji i całkowita liczba etapów. Dąży się oczywiście do zapewnienia jak największej wydajności oraz do jak najmniejszej ilości etapów. Oblicz całkowitą wydajność syntezy pewnego leku, która składa się z sześciu etapów, każdy z nich o wydajności 95%.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 13
Próbka zanieczyszczonego magnezu w ilości 1,3 g została częściowo roztworzona w roztworze zawierającym 0,075 mola HCl (zanieczyszczenia nie uległy reakcji z kwasem). Pozostały po reakcji nadmiar HCl został miareczkowany roztworem NaOH w obecności odpowiedniego wskaźnika, w wyniku czego ustalono, że liczba moli kwasu solnego po reakcji z magnezem wyniosła 0,0125 mola. Oblicz jaki procent zanieczyszczeń znajdował się w analizowanej próbce magnezu.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 14
Mieszaninę stałego CaCO3 oraz CaO o masie 0,69 g wyprażono do stałej masy, w wyniku czego zaobserwowano wydzielanie się CO2 jako jedynego gazu. Po reakcji zważono stałą pozostałość uzyskując m = 0,5 g. Oblicz początkowy skład mieszaniny wyrażony w procentach masowych.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 15
Mieszanina NaBr oraz KBr o łącznej masie m = 0,56 g została poddana reakcji z nadmiarem azotanu srebra, w wyniku czego strąca się osad AgBr o masie 0,97 g. Oblicz skład procentowy wyjściowej mieszaniny NaBr oraz KBr.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 16
Zapisz równania reakcji chlorku chromu (III) ze stechiometryczną ilością wodorotlenku potasu prowadzące do powstania osadu a następnie roztwarzania powstałego osadu w nadmiarze wodorotlenku. Pamiętaj, że związki chromu na trzecim stopniu utlenienia są amfoteryczne i tworzą związki kompleksowe o liczbie koordynacyjnej VI.
CrCl3 + 3KOH → Cr(OH)3↓ + 3KCl
Cr(OH)3↓ + 3KOH → K3[Cr(OH)6]
- Oblicz najmniejszą masę wodorotlenku potasu jaką należy dodać do 10 g chlorku chromu (III) aby otrzymać maksymalna masę osadu.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
- Oblicz najmniejszą masę wodorotlenku potasu jaką należy dodać do 10 g chlorku chromu (III) aby otrzymać klarowny roztwór.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 17
Pewna uwodniona sól podwójna, w skład której wchodzą dwa kationy (w stosunku ilościowym 1 : 1) oraz jeden anion, została poddana analizie. Sól ta wrzucona do wody rozpuściła się. Roztwór wodny tej soli podzielono na kilka części i przeprowadzono następujące reakcje:
• Po dodaniu BaCl2 wytrąca się biały osad nierozpuszczalny w kwasach mineralnych.
• Pod dodaniu zasady sodowej powstaje szaroniebieski osad rozpuszczalny w nadmiarze zasady a przystawiony do wylotu probówki zwilżony papierek wskaźnikowy barwi się na niebiesko.
Podaj wzory jonów tworzących opisaną sól podwójną:
Jony wchodzące w skład soli :
………………………………………………………………………………………………………………
Wyznacz wzór opisanej soli podwójnej wiedząc, że zawiera 45,18 % wody Obliczenia wykonaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 18
Stopy srebra są stosowane na wyroby artystyczne, do produkcji monet i na spoiwa twarde. Wyroby artystyczne wykonuje się ze stopów srebra z miedzią, z miedzią i cynkiem lub z miedzią i kadmem. W stopach monetowych składnikiem jest miedź, a w spoiwach miedź i cynk.
1,72 g stopu miedzi i srebra rozpuszczono w stężonym kwasie azotowym. Wydzielający się gaz zajął objętość 0,672 dm3 (w przeliczeniu na warunki normalne). Oblicz zawartość procentową miedzi i srebra w tym stopie.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 19
Zmieszano 10 g wodorotlenku glinu z 10 g kwasu solnego otrzymując odpowiednią sól i wodę. Oblicz skład mieszaniny poreakcyjnej w procentach masowych w momencie, w którym przereagowało 10% początkowej masy glinu.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 20
Zmieszano 10 dm3 azotu z 50 dm3 wodoru otrzymując amoniak. Oblicz skład mieszaniny poreakcyjnej w procentach objętościowych w momencie, w którym przereagowało 90% początkowej ilości azotu.
Odpowiedź:
………………………………………………………………………………………………………………