Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | Πηγή: Ι.Ε.Π. | Αναγνώσθηκε: 11067 φορές Επικοινωνία | |
|---|---|---|---|---|
| Μάθημα: | Χημεία | Τάξη: | Α' Λυκείου | |
| Κωδικός Θέματος: | 14094 | Θέμα: | 4 | |
| Τελευταία Ενημέρωση: | 10-Φεβ-2022 | Ύλη: | 3.5.4 Μεταθετικές αντιδράσεις 3.6.4 pH και υγιεινή 4.1.1 Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα 4.1.2 Το mol: μονάδα ποσότητας ουσίας στο S.I. 4.3.1 Συγκέντρωση ή μοριακότητα κατ' όγκο διαλύματος 4.3.2 Αραίωση διαλύματος | |
| Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida) | ||||
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | ||
|---|---|---|---|
| Τάξη: | Α' Λυκείου | ||
| Μάθημα: | Χημεία | ||
| Θέμα: | 4 | ||
| Κωδικός Θέματος: | 14094 | ||
| Ύλη: | 3.5.4 Μεταθετικές αντιδράσεις 3.6.4 pH και υγιεινή 4.1.1 Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα 4.1.2 Το mol: μονάδα ποσότητας ουσίας στο S.I. 4.3.1 Συγκέντρωση ή μοριακότητα κατ' όγκο διαλύματος 4.3.2 Αραίωση διαλύματος | ||
| Τελευταία Ενημέρωση: 10-Φεβ-2022 | |||
| Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida) | |||
Θέμα 4ο
Τα ιόντα χλωρίου \((Cl^-)\), είναι ένα από τα κύρια ανόργανα ανιόντα του νερού. Οι συγκεντρώσεις τους προσδιορίζονται και αναγράφονται πάντοτε στις ετικέτες των εμφιαλωμένων νερών. Όταν ένα νερό έχει υψηλή συγκέντρωση σε ιόντα χλωρίου μπορεί να προκαλέσει διάβρωση σε μεταλλικούς σωλήνες και κατασκευές, και να δημιουργήσει προβλήματα στα φυτά. Συγκεντρώσεις ιόντων χλωρίου μεγαλύτερες από \(0,007\ Μ\) προσδίδουν στο νερό ανιχνεύσιμη γεύση.
α) Σε \(500\ mL\) δείγματος νερού από δεξαμενή ύδρευσης βρέθηκε ότι περιέχονται \(71\ mg = 0,071\ g\) ιόντων χλωρίου \((Cl^-)\). Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση \((c)\) του νερού σε ιόντα χλωρίου και να εξετάσετε αν το νερό αυτό θα έχει γεύση.
(μονάδες 7)
Ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας ενός δείγματος νερού σε ιόντα χλωρίου βασίζεται στην αντίδραση των ιόντων χλωρίου του δείγματος, με ιόντα αργύρου σύμφωνα με την αντίδραση:
$$Cl^{-}_{(aq)} + Ag^{+}_{(aq)}→AgCl_{(s)} \downarrow \text{(λευκό ίζημα)}$$
Για τη μελέτη της περιεκτικότητας δειγμάτων νερού σε ιόντα χλωρίου χρησιμοποιείται διάλυμα \(ΑgNO_{3}\) συγκέντρωσης \(0,05\ Μ\) (διάλυμα \(Δ1\))
β) Στο εργαστήριο διαθέτουμε ποσότητα διαλύματος \(ΑgNO_{3}\) συγκέντρωσης \(0,1\ Μ\) (διάλυμα \(Δ2\)). Να υπολογίσετε τη μάζα (σε \(g\)) του \(ΑgNO_{3}\) που περιέχεται σε \(50\ mL\) διαλύματος \(Δ2\).
(μονάδες 7)
γ) Να υπολογίσετε πόσο όγκο (σε \(mL\)) του διαλύματος \(Δ2\) και πόσο όγκο νερού θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε για να παρασκευάσουμε \(250\ mL\) διαλύματος \(Δ1\)
(μονάδες 8)
δ) Να εξηγήσετε, γράφοντας τη σχετική χημική εξίσωση και το ορατό αποτέλεσμά της, γιατί στα ατμόπλοια χρησιμοποιούσαν διάλυμα \(ΑgNO_{3}\), για να διαπιστώσουν εάν υπήρχε εισροή θαλασσινού νερού στο νερό του λέβητα. Δίνεται ότι το νερό του λέβητα, πρακτικά, δεν περιέχει ιόντα χλωρίου και ότι το θαλασσινό νερό έχει συγκέντρωση σε αλάτι (\(NaCl\), χλωριούχο νάτριο) \(0,6\ Μ\)
(μονάδες 3)
Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες: \(A_{r}(Cl) = 35,5, A_{r}(Αg) =108, A_{r}(N) = 14\) και \(Ar(O) = 16\)
Μονάδες 25
Ενδεικτική επίλυση
α) Η ποσότητα των ιόντων \(Cl^-\), που περιέχεται σε \(500\ mL = 0,5\ L\) νερού της δεξαμενής ύδρευσης, υπολογίζεται από τη σχέση :
$$n=\dfrac{m}{A_{r}}$$ $$\Rightarrow n=\dfrac{0,071}{35,5}mol$$ $$\Rightarrow n=0,002\ mol$$
Η συγκέντρωση \((c)\) του εμφιαλωμένου νερού υπολογίζεται από τη σχέση:
$$c=\dfrac{n}{V_{διαλύματος}}$$ $$\Rightarrow c=\dfrac{0,002\ mol}{0,5\ L}$$ $$\Rightarrow c=0,004\ Μ$$
Επειδή η συγκέντρωση των ιόντων χλωρίου στο νερό της δεξαμενής είναι \(0,004\ Μ\), δηλαδή μικρότερη από τη συγκέντρωση \(0,007\ Μ\) ιόντων χλωρίου που προσδίδουν γεύση, συμπεραίνουμε ότι το νερό αυτό δεν θα έχει ανιχνεύσιμη γεύση.
β) Διάλυμα \(Δ2: c = 0,1\ M\) και \(V = 50\ mL = 0,05\ L\)
H ποσότητα (σε \(mol\)) του \(ΑgNO_{3}\) που περιέχει είναι:
$$n_{AgNO_{3}}=c\cdot V$$ $$\Rightarrow n_{AgNO_{3}}=0,1\dfrac{mol}{L}\cdot 0,05\ L$$ $$\Rightarrow n_{AgNO_{3}}=0,005\ mol$$
Επειδή, \(M_{r,ΑgNO_{3}} =1\cdot 108 + 1\cdot 14 + 3\cdot 16 = 170,\) η μάζα αυτής της ποσότητας \(AgNO_{3}\) είναι:
$$m = n\cdot M_{r}$$ $$\Rightarrow m= (0,005\cdot 170)\ g$$ $$\Rightarrow m= 0,85\ g$$
H μάζα του \(AgNO_{3}\) που περιέχεται σε \(50\ mL\) διαλύματος \(Δ2\) είναι \(0,85\ g.\)
γ) Έστω ότι θα χρειαστούμε \(V_{Δ2}\ mL\) από το διάλυμα \(Δ2\) και \(V_{Η_{2}Ο}\ mL\) νερού.
Διάλυμα \(Δ2: c_{Δ2} = 0, 1\ M\) και \(V_{Δ2}\ mL\)
Διάλυμα \(Δ1: c_{Δ1} = 0,05\ M\) και \(V_{Δ1} = 250\ mL = (V_{Δ2} + V_{Η_{2}Ο})\ mL\)
Πρόκειται για αραίωση του διαλύματος \(Δ1\) και την παρασκευή διαλύματος \(Δ2\), άρα:
$$n_{ΑgNO_{3},Δ2}=n_{ΑgNO_{3},Δ1}$$ $$\Rightarrow c_{Δ2}\cdot V_{Δ2}=c_{Δ1}\cdot V_{Δ1}$$ $$\Rightarrow 0,1\ M\cdot V_{Δ2}\ mL=0,05\ M\cdot 250\ mL$$ $$\Rightarrow V_{Δ2}=125$$
Ισχύει:
$$(V_{Δ2} + V_{Η_{2}Ο})\ mL = 250\ mL$$ $$\Rightarrow 125\ mL + V_{Η_{2}Ο}\ mL = 250\ mL$$ $$\Rightarrow V_{Η_{2}Ο} = 125\ mL$$
Επομένως για να παρασκευάσουμε \(250\ mL\) διαλύματος \(Δ1\) συγκέντρωσης \(0,05\ M\), πρέπει σε \(125\ mL\) διαλύματος \(Δ2\) να προσθέσουμε \(125\ mL\) νερού.
δ) Αν έχει συμβεί εισροή θαλασσινού νερού, τότε το νερό του λέβητα θα περιέχει διαλυμένο \(ΝaCl\). Με την προσθήκη διαλύματος \(AgNO_{3}\) θα σχηματιστεί λευκό ίζημα σύμφωνα με την αντίδραση:
\(NaCl + ΑgNO_{3} \rightarrow NaNO_{3} + AgCl ↓\)
Αν δεν έχει συμβεί εισροή θαλασσινού νερού, τότε με την προσθήκη διαλύματος \(AgNO_{3}\) δεν θα παρατηρηθεί καμία μεταβολή.