Cynk jest metalem, który ulega reakcji zarówno z kwasami słabo utleniającymi, jak i silnie utleniającymi. W reakcjach z roztworami kwasu azotowego(V) cynk się utlenia, w wyniku czego tworzą się sole, w których występuje on na II stopniu utlenienia, natomiast formalnie atomy azotu z kwasu azotowego obniżają swój stopień utlenienia zależnie od stężenia użytego kwasu. Zależność stopnia utlenienia atomu azotu w dominującym produkcie gazowym reakcji cynku z kwasem azotowym(V) oraz dodatkowe informacje dotyczące powstającego produktu przedstawiono w poniższej tabeli.
Stężenie kwasu azotowego(V)
poniżej 3%: produkt gazowy nie zawiera atomu azotu; bezbarwny, palny
3% do 9%: brak produktu gazowego
10% do 19%: 0; bezbarwny, niepalny
20% do 29%: +I; bezbarwny
30% do 59%: +II; bezbarwny, brązowieje w kontakcie z powietrzem
powyżej 60%: +IV; brunatny
Na podstawie: S. Hussaini, S. Kursunoglu, S. Top, Z. Ichlas, M. Kaya, Testing of 17-different leaching agents for the recovery of zinc from a carbonate-type Pb-Zn ore flotation tailing, 2021.
Przeprowadzono następujące doświadczenie: do kolby miarowej o pojemności wprowadzono kwasu azotowego(V) o stężeniu , a następnie kolbę dopełniono wodą destylowaną do kreski, w wyniku czego otrzymano roztwór o gęstości . Następnie do zlewki wprowadzono otrzymanego roztworu i wrzucono ostrożnie granulki cynku.
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania zachodzących podczas opisanego procesu roztwarzania cynku w przygotowanym roztworze kwasu azotowego(V) oraz sumaryczne równanie tej reakcji (w formie cząsteczkowej) prowadzącej do otrzymania produktu dominującego.
W celu ustalenia dominującego produktu reakcji cynku z kwasem azotowym(V) należy obliczyć stężenie procentowe roztworu, w którym przeprowadzono roztwarzanie metalu.
Liczba moli kwasu: mol.
Stężenie molowe po rozcieńczeniu do :
Stężenie procentowe z uwzględnieniem gęstości roztworu (
Na podstawie tabeli: dla stężenia z przedziału 20% do 29% atom azotu w dominującym produkcie gazowym występuje na stopniu utlenienia +I, czyli produktem tym jest tlenek azotu(I) .
Równanie procesu utleniania:
Równanie procesu redukcji:
ALBO
Sumaryczne równanie reakcji chemicznej:
4 pkt - rozwiązanie zawierające poprawnie zastosowaną metodę prowadzącą do obliczenia stężenia procentowego kwasu azotowego(V), napisania, w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania przebiegających podczas roztwarzania cynku w kwasie azotowym(V), napisania sumarycznego równania reakcji.
3 pkt - obliczenie stężenia procentowego kwasu azotowego(V), napisanie, w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania przebiegających podczas roztwarzania cynku w kwasie azotowym(V).
ALBO - obliczenie stężenia procentowego kwasu azotowego(V), napisanie, w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania przebiegających podczas roztwarzania cynku w kwasie azotowym(V), napisanie sumarycznego równania reakcji, ale rozwiązanie zawiera błędy arytmetyczne, pod warunkiem, że otrzymane wyniki zostały poprawnie zinterpretowane.
2 pkt - obliczenie stężenia molowego kwasu azotowego(V), z uwzględnieniem gęstości otrzymanego roztworu, obliczenie stężenia procentowego kwasu azotowego(V) po rozcieńczeniu.
ALBO - obliczenie stężenia procentowego kwasu azotowego(V), napisanie, w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania przebiegających podczas roztwarzania cynku w kwasie azotowym(V), ale rozwiązanie zawiera błędy arytmetyczne, pod warunkiem, że otrzymane wyniki zostały poprawnie zinterpretowane.
1 pkt - obliczenie stężenia procentowego kwasu azotowego(V), z uwzględnieniem gęstości otrzymanego roztworu.
ALBO - obliczenie stężenia molowego kwasu azotowego(V), z uwzględnieniem gęstości otrzymanego roztworu, obliczenie stężenia procentowego kwasu azotowego(V) po rozcieńczeniu, ale rozwiązanie zawiera błędy (arytmetyczne, wynik jest podany z błędną jednostką lub bez jednostki).
0 pkt - rozwiązanie całkowicie błędne albo brak rozwiązania.
Porównujesz swoje rozwiązanie z kluczem? Maturownik+ oceni je analizą AI, policzy punkty wg schematu i zapisze Twoje błędy w kompendium.
Policz na kartce jak na maturze, odsłoń klucz i porównaj. Potem odhacz, żeby wiedzieć, co masz już za sobą.
ZrobioneOdhaczanie zapisuje się na Twoim koncie, więc wymaga darmowego konta. Zajmuje chwilę i wracasz do tego samego zadania.