Zadanie 8, zbiór cke 2023, chemia rozszerzona

4 pktobliczeniowetrudne (szac.)Zbiór CKE 2023

Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.

Zadanie

Polecenie

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) cHNO₃ (%); stopień utlenienia atomu azotu w produkcie gazowym; dodatkowe informacje o produkcie gazowym:

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 500,00 cm3 wprowadzono 175,00 cm3 kwasu azotowego(V) o stężeniu 11,90 mol ⋅ dm−3, a następnie kolbę dopełniono wodą destylowaną do kreski, w wyniku czego otrzymano roztwór o gęstości 1,05 g ⋅ cm−3. Następnie do zlewki wprowadzono 400,00 cm3 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.

Korepetytor AI

Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.

Wypróbuj za darmo

3 rozmowy · bez karty · Zaloguj się

Sprawdź się

Odpowiedz i oceń, jak poszło. Klucz odsłoń dopiero, gdy masz swoją odpowiedź.

Zanim porównasz z kluczem

Jak poszło Ci z tym zadaniem?

Zaloguj się, żeby zapisać ocenę i wrócić do zadania później.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanieKlucz i punktacja

Odpowiedź z klucza CKE

W celu ustalenia dominującego produktu reakcji cynku z kwasem azotowym(V) należy obliczyć stężenie procentowe roztworu, w którym przeprowadzono roztwarzanie metalu.

Liczba moli kwasu: nHNO₃ = 11,90 mol ⋅ dm−3 ⋅ 0,175 dm3 = 2,083 mol.

Stężenie molowe po rozcieńczeniu do 500,00 cm3: c=2,0830,500=4,17 mol⋅dm−3c = \frac{2{,}083}{0{,}500} = 4{,}17~\text{mol}\cdot\text{dm}^{-3}.

Stężenie procentowe z uwzględnieniem gęstości roztworu (MHNO₃ = 63 g ⋅ mol−1, d = 1,05 g ⋅ cm−3 = 1050 g ⋅ dm−3): cp=4,17⋅63⋅100%1050=25,0%c_p = \frac{4{,}17 \cdot 63 \cdot 100\%}{1050} = 25{,}0\%.

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) N2O.

Równanie procesu utleniania: Zn → Zn2+ + 2 e−

Równanie procesu redukcji: 2 NO3− + 10 H+ + 8 e− → N2O + 5 H2O

ALBO

2 NO3− + 10 H3O+ + 8 e− → N2O + 15 H2O

Sumaryczne równanie reakcji chemicznej: 4 Zn + 10 HNO3 → N2O + 4 Zn(NO3)2 + 5 H2O

Schemat punktowania

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.

Umiejętności w zadaniu

Pliki cookies

Zapisujemy na Twoim urządzeniu to, bez czego serwis nie działa, np. zalogowanie. Plików analitycznych użyjemy tylko za Twoją zgodą. Szczegóły w polityce prywatności.