Zadania maturalne z chemii – Stechiometria (od 2016 r.) – liceum

2022 V / Zadanie 11. (0–2)
W celu ustalenia składu stałej mieszaniny wodorowęglanu sodu i węglanu sodu jej próbkę rozpuszczono w wodzie i przeprowadzono dwuetapową analizę otrzymanego roztworu.
Etap I: Do badanego roztworu dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny i dodawano z biurety kwas solny, do momentu zaniku barwy wskaźnika. Jon węglanowy jest mocniejszą zasadą niż jon wodorowęglanowy, więc w roztworze zachodziła reakcja opisana równaniem:
CO₃^2– + H₃O⁺ → HCO₃^– + H₂O
Odbarwienie fenoloftaleiny świadczyło o całkowitej przemianie jonów CO₃^2– w jony HCO₃^–.
Etap II: Do otrzymanej mieszaniny dodano kilka kropli wodnego roztworu oranżu metylowego i dalej dodawano z biurety kwas solny do chwili, gdy nastąpiła zmiana barwy wskaźnika. Ta zmiana oznaczała, że cały wodorowęglan sodu przereagował zgodnie z równaniem:
HCO₃^– + H₃O⁺ → CO₂ + 2H₂O
Kwas solny użyty w obu etapach doświadczenia miał stężenie 0,2 mol · dm⁻³, a jego objętość niezbędna do odbarwienia fenoloftaleiny w etapie I była równa 24,6 cm³. Natomiast łącznie w obu etapach zużyto 59,8 cm³ kwasu solnego (objętość odczytana z biurety w etapie II).
Oblicz w procentach masowych zawartość węglanu sodu w analizowanej mieszaninie. Przyjmij, że masy molowe węglanu sodu i wodorowęglanu sodu są równe: M Na₂CO₃ = 106 g  · mol^–1 oraz M NaHCO₃= 84 g · mol^–1 .

2017 VI / Zadanie 21 . (0–2)
W wysokiej temperaturze (900–1000 °C) węglan wapnia ulega rozkładowi, którego przebieg opisuje równanie:
CaCO₃ —^ogrzewanie→ CaO + CO₂  
Próbkę węglanu wapnia o masie 10,00 gramów prażono przez pewien czas w otwartym naczyniu. Po przerwaniu ogrzewania stwierdzono, że w naczyniu znajdowało się 6,04 grama substancji stałych.
Oblicz, jaki procent początkowej masy węglanu wapnia nie uległ rozkładowi.

2018 N / Zadanie 6. (0–2)
W wysokiej temperaturze węgiel reaguje z tlenkiem węgla(IV) i ustala się równowaga chemiczna:
CO_{2 (g)} + C _(s) ⇄ 2CO _(g)
Objętościową zawartość procentową CO i CO₂ w gazie pozostającym w równowadze z węglem w zależności od temperatury (pod ciśnieniem atmosferycznym 1013 hPa) przedstawiono na poniższym wykresie.


Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość tlenu, wchodzącego w skład CO₂ i CO, w pozostającej w równowadze mieszaninie tych związków z węglem w temperaturze 873 K i pod ciśnieniem 1013 hPa. Możesz przyjąć, że sumaryczna liczba moli gazowego substratu i gazowego produktu reakcji jest równa 1. W opisanych warunkach 1 mol gazu zajmuje objętość 71,6 dm³.

2017 VI N / Informacja do zadań 12.–13.
W wyniku reakcji chemicznej roztworu siarczanu(IV) sodu z siarką otrzymuje się wodny roztwór tiosiarczanu sodu. Proces ten można opisać równaniem:
S + Na₂SO₃ → Na₂S₂O₃ 
^{Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.}
W wodzie rozpuszczono 6,3 g Na₂SO₃ ⋅ 7H₂O i dodano nadmiar siarki. Otrzymaną mieszaninę gotowano przez pewien czas, po czym przesączono w celu usunięcia nadmiaru siarki. Z przesączu po ochłodzeniu otrzymano 5,2 g kryształów uwodnionego tiosiarczanu sodu. Ten związek, poddany odwodnieniu pod obniżonym ciśnieniem, zmniejszył swoją masę o 36,3%.

Zadanie 12. (0–2)
Wykonaj odpowiednie obliczenia i podaj wzór hydratu tiosiarczanu sodu, który otrzymano z mieszaniny poreakcyjnej w wyniku krystalizacji.

Zadanie 13. (0–2)
Załóż, że synteza tiosiarczanu sodu zachodzi z wydajnością 100%, i oblicz, jaka była wydajność procesu krystalizacji.

2017 VI N/ Zadanie 15.
Cząsteczki fluorowodoru ulegają asocjacji, czyli łączą się ze sobą, tworząc zygzakowate łańcuchy. W temperaturze bliskiej temperatury wrzenia równej 293,7 K i pod ciśnieniem p = 1013 hPa gęstość par fluorowodoru wynosi 4,98 g · dm^–3.
^{Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.}

Zadanie 15.1. (0–1)
Oblicz masę molową asocjatu fluorowodoru (HF)_n w temperaturze 293,7 K i pod ciśnieniem 1013 hPa oraz ustal liczbę cząsteczek n tworzących ten asocjat. Objętość molowa gazu w tych warunkach temperatury i ciśnienia jest równa 24,1 dm³ · mol^–1.

Zadanie 15.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego cząsteczki fluorowodoru ulegają asocjacji.
.........................................................................................

2017 N / Zadanie 6. (0–2)
W mieszaninie wodoru i azotu użytej do syntezy amoniaku zawartość wodoru wyrażona w procentach objętościowych jest równa 75%. Wydajność reakcji syntezy amoniaku przeprowadzonej w temperaturze T i pod ciśnieniem p jest równa 93%.
Oblicz wyrażoną w procentach objętościowych zawartość amoniaku w mieszaninie poreakcyjnej.

2017 N / Zadanie 8.
Próbkę czystego węglanu wapnia o masie m prażono w otwartym naczyniu. Przebiegła wtedy reakcja zilustrowana równaniem:
CaCO₃ → CaO + CO₂
Po przerwaniu ogrzewania stwierdzono, że w naczyniu znajdowała się mieszanina substancji stałych o masie 18,0 gramów. Ustalono, że w tej mieszaninie zawartość węglanu wapnia wyrażona w procentach masowych jest równa 57,5%.
Oblicz masę m próbki węglanu wapnia poddanej prażeniu.

2019 N / Zadanie 17. (0–2)
Gazowy chlorowodór można otrzymać w wyniku działania stężonego kwasu siarkowego(VI) na stałe chlorki, np. w reakcjach opisanych równaniami:
2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl
CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HCl
Sporządzono 150 g mieszaniny zawierającej tylko NaCl i CaCl₂, na którą podziałano stężonym kwasem siarkowym(VI) użytym w nadmiarze. W wyniku tego procesu otrzymano 58,24 dm³ chlorowodoru (w warunkach normalnych).

Oblicz skład wyjściowej mieszaniny w procentach masowych. Przyjmij, że obie reakcje przebiegły z wydajnością równą 100%.

2019 N / Zadanie 13. (2 pkt)
Masowy stosunek stechiometryczny substratów reakcji
2A + B → C + 3D
wynosi m_A : m_B = 4 : 7. W reakcji zużyto 45 g substancji B i stechiometryczną ilość substancji A. W wyniku reakcji, przebiegającej z wydajnością równą 100%, otrzymano 13 dm³ gazowego produktu C (objętość zmierzono w warunkach normalnych). Masa molowa substancji C jest równa 26 g·mol⁻¹.

Oblicz masę molową substancji D.

2019 VI N / Zadanie 13.
Mączka dolomitowa to produkt, którego głównymi składnikami są węglan wapnia i węglan magnezu. Próbkę mączki dolomitowej o masie 10 gramów, zawierającej 1% zanieczyszczeń, poddano działaniu kwasu solnego, którego użyto w nadmiarze. W reakcjach przebiegających zgodnie z równaniami:
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O
MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂ + H₂O
wydzieliło się 2,4 dm³ tlenku węgla(IV). Objętość gazu zmierzono w warunkach normalnych.

Zadanie 13.1. (0–2)
Oblicz zawartość procentową (w procentach masowych) węglanu wapnia w badanej mączce dolomitowej. Przyjmij, że zanieczyszczenia nie brały udziału w reakcji z kwasem solnym.