استاد خصوصی شیمی المپیاد – پاسخ سوال ۲۸ المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۱ – استوکیومتری تیپ جرم جامد بر جای مانده

تدریس خصوصی المپیاد شیمی و شیمی کنکور

آموزش شیمی آنلاین (همه شهرها) و حضوری (فقط تهران)

دکتر مهدی نباتی – استاد شیمی رتبه های برتر ایران

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

سوال ۲۸ المپیاد شیمی ۱۴۰۱ مرحله اول

در کبریت های امروزی از واکنش پتاسیم کلرات و آنتیموان (III) سولفید استفاده می شود:

Sb₂S_{3 (s)} + KClO_{3 (s)}  →  KCl _(s) + SO_{2 (g)} + Sb₂O_{3 (s)}

۰٫۵۰۰ گرم از یک نمونه ی جامد حاوی ۵۰ درصد پتاسیم کلرات و ۵۰ درصد آنتیموان (III) سولفید است. جرم این نمونه پس از انجام واکنش بالا چند میلی گرم خواهد شد؟

(Sb=121.8 و S=32.1 و Cl=35.5 و O=16 و K=39.1)

الف: ۴۵۶

ب: ۱۰۸

ج: ۳۶۹

د: ۱۳۱

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ:

موازنه واکنش:

Sb₂S_{3 (s)} + 3 KClO_{3 (s)}  →  ۳ KCl _(s) + 3 SO_{2 (g)} + Sb₂O_{3 (s)}

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

استوکیومتری واکنش:

با توجه به اینکه در صورت سوال گفته شده که جرم هر کدام از دو ماده واکنش دهنده ۵۰ درصد جرم کل نمونه (۰٫۵۰۰ گرم) است. بنابراین جرم هر کدام از دو نمونه برابر با ۰٫۲۵۰ گرم می باشد.

نکته بسیار مهم: وقتی سوال جرم باقیمانده در انتهای واکنش را می خواهد، بنابراین خیلی راحت می توانیم جرم ماده گازی را به دست آورده و از جرم کل اولیه کنیم تا جرم مواد جامد بر جای مانده به دست آید.

مرتب سازی داده ها و خواسته مساله:

جرم مولی ضرب در ضریب ۳ × ۶۴٫۱	جرم مولی ضرب در ضریب ۳ × ۱۲۲٫۶	جرم مولی ضرب در ضریب ۱ × ۳۳۹٫۹
۳ SO2	۳ KClO3	Sb2S3
جرم (گرم) mSO2	جرم (گرم) ۰٫۲۵۰	جرم (گرم) ۰٫۲۵۰

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

تعیین واکنش دهنده محدود کننده:

کسر معکوس را برای هر کدام از دو واکنش دهنده ها حساب می کنیم، هر کدام که کوچکتر شد، محدود کننده خواهد بود.

کسر معکوس Sb₂S₃:

۰٫۲۵ / ۳۳۹٫۹ = ۷٫۳۷ × ۱۰^-۴

کسر معکوس KClO₃:

۰٫۲۵ / ( ۳ × ۱۲۲٫۶) = ۶٫۷۸ × ۱۰^-۴

لذا نتیجه می گیریم که پتاسیم کلرات محدود کننده می باشد.

پس برای محاسبات بایستی از پتاسیم کلرات استفاده کنیم.

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

تعیین جرم ماده گازی:

جرم کاسته شده در این واکنش برابر با جرم ماده گازی است که کافی است از طرفین وسطین کردن داده های مربوط به پتاسیم کلرات و گوگرد دی اکسید به دست آوریم:

m_SO2 = (0.25 × ۳ × ۶۴٫۱) / (۳ × ۱۲۲٫۶)  ⇒  m_SO2 = 0.131 g

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

تعیین جرم مواد جامد باقیمانده در ظرف:

برای تعیین جرم مواد جامد بر جای مانده (m) در ظرف در انتهای واکنش کافی است جرم ماده گازی را از جرم کل نمونه اولیه کم کنیم:

m = 0.500 – 0.131 = 0.369 g

⇓

m = 369 mg

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ صحیح:

با توجه به محاسبات انجام شده متوجه می شویم که گزینه ج پاسخ صحیح سوال ۲۸ المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۱ می باشد.

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

دکتر مهدی نباتی

استاد المپیاد شیمی ایران

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور و المپیاد شیمی ایران

تدریس خصوصی آنلاین المپیاد شیمی تهران کرج تبریز مشهد اصفهان شیراز رشت خرم آباد ارومیه اردبیل کرمان اهواز ساری بابل کرمانشاه قم همدان سنندج زنجان