AP  Chemistry                                                                                         Friday  Review  #4                                                                                                                                                                                                                                               Directions:  Complete  the  following  problems  on  a  separate  sheet  of  paper.  Show  all  relevant  work.       1. Commercially  available  iodine  tablets  are  frequently  used  for  water  purification  by  hikers   and  as  a  nutritional  supplement.  A  chemist  is  tasked  with  determining  the  iodide   concentration  of  a  tablet  that  also  contains  a  water-­‐soluble  sugar  as  a  filler.  A  tablet  is   dissolved  in  100.0  mL  of  distilled  water  and  an  excess  of  0.10  M  Pb(NO3)2  (aq)  is  added  to   the  solution.  The  precipitate  PbI2  forms,  which  is  then  filtered,  washed,  and  dried.  The  data   from  the  experiment  are  shown  in  the  table  below.       Mass  of  KI  tablet   0.500  g   Mass  of  filter  paper   1.362  g   st Mass  of  filter  paper  +  precipitate  after  1  drying   1.770  g   nd Mass  of  filter  paper  +  precipitate  after  2  drying   1.688  g   Mass  of  filter  paper  +  precipitate  after  3rd  drying   1.687  g     a. Write  the  balanced,  net-­‐ionic  equation  for  the  reaction  that  occurs.       b. In  the  filtrate  solution,  is  the  [K+]  greater  than,  less  than,  or  equal  to  [NO3-­‐]?  Justify   your  answer.       c. Calculate  the  number  of  moles  of  precipitate  that  is  produced  in  the  experiment.       d. Calculate  the  mass  of  I-­‐  in  the  tablet.       e. Calculate  the  mass  percent  of  I-­‐  in  the  tablet.       f. In  another  trial,  the  chemist  dissolves  an  identical  tablet  in  150.0  mL  of  distilled   water  instead  of  100.0  mL  of  distilled  water.  Will  the  mass  percent  of  I-­‐  be  greater   than,  less  than  or  equal  to  the  amount  calculated  in  (d)?  Briefly  explain  your  answer.                              

Page  1  of  2  

2. Calcium  carbonate,  CaCO3,  is  an  abundant  mineral  on  the  Earth  and  is  a  major  component  in   limestone,  marble  and  seashells.  Calcium  carbonate  has  a  limited  solubility  in  water  but  its   solubility  is  greatly  enhanced  when  the  water  is  acidic.  The  calcium  carbonate  in  limestone   gradually  deteriorates  in  a  hydrochloric  acid  solution  according  to  the  following  equation:     CaCO3(s)  +  2HCl(aq)  →  CaCl2(aq)  +  CO2(g)  +  H2O(l)     A  student  conducts  an  experiment  to  determine  the  mass  percent  of   calcium  carbonate  in  a  limestone  sample.  The  student  places  a                           10.0-­‐gram  sample  of  limestone  in  a  250  mL  Erlenmeyer  flask  fitted   with  a  stopper  and  a  plastic  syringe  as  shown  at  right.  This   apparatus  allows  for  the  collection  of  the  gaseous  carbon  dioxide   product.  The  student  adds  50.0  mL  of  a  6.0  M  HCl(aq)  solution  to  the   limestone  sample  and  quickly  fits  the  flask  with  the  gas  collection   apparatus.       a. Write  the  net  ionic  equation  for  the  reaction  that  occurs  in   the  flask.       b. Why  is  it  important  that  the  HCl(aq)  be  the  excess  reactant   for  this  experiment?        

c. Is  the  HCl  the  excess  reactant?  Justify  your  response  with  a  calculation.  (Hint:  assume   that  the  10.0  g  sample  is  made  completely  of  calcium  carbonate)   d. The  student  monitors  the  syringe  and  observes  that  the  maximum  volume  of  carbon   dioxide  gas  (d  =  1.97  g/L)  produced  was  23.45  mL.     i. Calculate  the  mass  of  calcium  carbonate  in  the  limestone  sample.     ii. Calculate  the  mass  percentage  of  calcium  carbonate  in  the  limestone  sample.  

  iii. Calculate  [Cl-­‐],  the  chloride  concentration  in  the  flask  after  the  reaction  is   completed.        

e. Will  the  following  experimental  error  increase,  decrease  or  have  no  affect  on  the  mass   percentage  of  calcium  carbonate  in  the  limestone  sample?  Briefly  explain  your   response.       i. The  stopper  was  not  quickly  secured  on  the  flask  upon  addition  of  the  HCl(aq).      

 

Page  2  of  2