DWMED

Breadcrumbs

Zadanie 13.1. Arkusz Palladium kwiecień 2017 (1 punkt)

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, którego schemat ilustruje rysunek poniżej.

Zadanie 13.1. Arkusz Palladium kwiecień 2017 (1 punkt)

Podczas opisanego doświadczenia, w kolbie przebiegła reakcja chemiczna, której produktem był bezbarwny gaz o drażniącej woni. W wyniku wprowadzania tego związku chemicznego do roztworu oranżu metylowego, między cząsteczkami opisanego gazu i cząsteczkami wody przebiega pewna reakcja chemiczna. W efekcie tworzą się dwa rodzaje drobin ­­­– pierwsze z nich mają budowę przestrzenną o kształcie piramidy trygonalnej, a ich dostatecznie wysokie stężenie warunkuje czerwoną barwę roztworów oranżu metylowego. Drugi rodzaj powstałych drobin zawiera atom siarki i może pełnić (w zależności od warunków) rolę kwasu lub zasady Brønsteda.

W celu przeprowadzenia opisanego doświadczenia wykorzystano 100 cm3 20-procentowego roztworu kwasu siarkowego(VI) o gęstości 1,14 g/cm3, który sporządzono rozcieńczając wodą destylowaną stężony (18-molowy) roztwór tego kwasu o gęstości 1,84 g/cm3.

W stężonym (18-molowym) roztworze kwasu siarkowego(VI) znajduje się duża liczba niezdysocjowanych cząsteczek kwasu. Podczas jego rozcieńczania wodą destylowaną, sporządzany roztwór bardzo często osiąga temperaturę wrzenia.

Podkreśl odpowiednie wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.

Podczas rozcieńczania stężonego roztworu kwasu siarkowego(VI) wodą destylowaną, stopień dysocjacji tego kwasu (nie zmienia się / maleje / rośnie). W powstałym roztworze, w porównaniu do stężonego roztworu kwasu liczba jonów będzie (większa / mniejsza / taka sama). Po wzroście temperatury roztworu można wnioskować, że podczas jego rozcieńczania mamy do czynienia z procesem (endotermicznym / egzotermicznym), a sumaryczna wartość entalpii jest wówczas (dodatnia / ujemna / równa zero).

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone







Zadanie 18. Arkusz Palladium kwiecień 2017 (2 punkty)

Podczas dwóch etapów produkcji kwasu siarkowego(VI), w fazie gazowej przebiegają następujące reakcje chemiczne:

S + O2 ⟶ SO2            ΔHo = –297 kJ

2SO2 + O2 ⇄ 2SO3     ΔHo = –196 kJ

W przypadku drugiej z wymienionych przemian stosuje się katalizatory będące związkami wanadu, w których pierwiastkowi temu przypisuje się stopień utlenienia równy V.

Miarą wydajności reakcji utleniania tlenku siarki(IV) do tlenku siarki(VI) jest tzw. równowagowy stopień przemiany x, który opisany jest wyrażeniem:

Zadanie 18. Arkusz Palladium kwiecień 2017 (2 punkty)

We wzorze tym no[SO2] to początkowa liczba moli SO2, natomiast n[SO2] jest liczbą moli tego gazu, jaka pozostała po ustaleniu się stanu równowagi.

Rysunek poniżej ilustruje zależność równowagowego stopnia przemiany tlenku siarki(IV) od temperatury pod ciśnieniem 0,1 MPa, gdy procentowy skład objętościowy wyjściowej mieszaniny gazów był następujący: 7% SO2, 11% O2 oraz 82% N2.

Zadanie 18. Arkusz Palladium kwiecień 2017 (2 punkty)

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Opisany proces prowadzono w reaktorze o stałej pojemności.

Oblicz procent objętościowy tlenku siarki(VI) w równowagowej mieszaninie gazów w temperaturze 510 oC. Przyjmij, że w tych warunkach prowadzenia procesu azot zawarty w wyjściowej mieszaninie jest substancją bierną chemicznie. Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone



Zadanie 20. Arkusz Palladium kwiecień 2017 (4 punkty)

W probówce umieszczono zakwaszony niewielkim nadmiarem H3PO4(aq) roztwór dwuchromianu(VI) potasu, a następnie wprowadzono do niego drucik miedziany. Zawartość naczynia ogrzano, a gdy po pewnym czasie stwierdzono brak dalszego postępu reakcji chemicznej – drucik usunięto.

Opisane doświadczenie roztwarzania miedzi w zakwaszonym roztworze dwuchromianu(VI) potasu powtórzono w większej skali. W tym celu wykorzystano większą masę każdego z substratów, lecz z zachowaniem takich samych stosunków ilościowych jak w przypadku pierwszego eksperymentu. Uzyskany po usunięciu nieprzereagowanej miedzi roztwór rozcieńczono wodą destylowaną do objętości 500 cm3. Sumaryczne stężenie zawartych w nim kationów metali wyniosło wtedy 0,05 mol∙dm–3. W opisanym układzie umieszczono elektrody grafitowe połączone ze źródłem prądu stałego. Po zamknięciu obwodu elektrycznego rozpoczęto proces elektrolizy, który zakończono, gdy praktycznie wszystkie kationy metalu o wyższej wartości potencjału redukcji zostały usunięte z fazy wodnej.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej w wyniku której nastąpiło całkowite roztworzenie miedzi. Zastosuj metodę bilansu jonowo-elektronowego uwzględniając, że zastosowany kwas jest słabym elektrolitem, a w mieszaninie poreakcyjnej obecne były aniony diwodoroortofosforanowe(V). Oblicz o ile gramów zwiększyła się masa tej elektrody, na której wydzielił się metal. Spośród zamieszczonych fotografii (1.–3.) wybierz tę, która przedstawia próbkę roztworu po zakończeniu elektrolizy.

Obliczona zmiana masy elektrody:

Numer wybranej fotografii spośród podanych poniżej:

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone







Paginacja