{"id":"chemia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad/13.3","paper_id":"chemia-2023-maj-matura-rozszerzona","number":"13.3","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2023,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 13.3. (0-1)\nDrugi z dwóch metali, które nie reagowały z kwasem solnym, dodano do\nprobówki zawierającej stężony kwas azotowy(V). Efekt doświadczenia\nprzedstawiono na zdjęciu.\nNapisz wzór sumaryczny barwnego, gazowego produktu reakcji.\n13.1.\n0-1\n13.2.\n0-1\n13.3.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 13.3. (0-1)\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie wzoru sumarycznego gazowego produktu reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nNO2\nUwaga: Za podanie nazwy powstającego tlenku zdający otrzymuje 0 pkt.","solution":"Reakcja Ag + HNO₃ stęż.: $$\\text{Ag} + 2\\text{HNO}_3 \\rightarrow \\text{AgNO}_3 + \\text{NO}_2\\uparrow + \\text{H}_2\\text{O}$$ **Wzór sumaryczny barwnego gazu**: **NO₂** (tlenek azotu(IV)) — gaz brunatny, ostry zapach.","image":"img/chemia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad-13.3.webp","solution_image":null,"topics":"reaktywność metali, szereg napięciowy, reakcje z kwasami, miedz, srebro, cynk","page_from":15,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2023 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 13.3. (0-1)<br>Drugi z dwóch metali, które nie reagowały z kwasem solnym, dodano do<br>probówki zawierającej stężony kwas azotowy(V). Efekt doświadczenia<br>przedstawiono na zdjęciu.<br>Napisz wzór sumaryczny barwnego, gazowego produktu reakcji.<br>13.1.<br>0-1<br>13.2.<br>0-1<br>13.3.<br>0-1<br>MCHP-R0_100</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 13.3. (0-1)<br>Zasady oceniania<br>1 pkt - poprawne napisanie wzoru sumarycznego gazowego produktu reakcji.<br>0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.<br>Rozwiązanie<br>NO2<br>Uwaga: Za podanie nazwy powstającego tlenku zdający otrzymuje 0 pkt.</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Reakcja Ag + HNO₃ stęż.: $$\\text{Ag} + 2\\text{HNO}_3 \\rightarrow \\text{AgNO}_3 + \\text{NO}_2\\uparrow + \\text{H}_2\\text{O}$$ <strong>Wzór sumaryczny barwnego gazu</strong>: <strong>NO₂</strong> (tlenek azotu(IV)) — gaz brunatny, ostry zapach.</p>"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź: \\(\\ce{NO2}\\)</h4>\n<h4>Sposób 1 - Identyfikacja metalu i produktów reakcji z HNO₃(stęż.)</h4>\n<p><strong>Krok 1: Który metal nie reaguje z HCl?</strong></p>\n<p>Z kwasem solnym nie reagują metale stojące w szeregu aktywności <strong>za wodorem</strong> - czyli metale szlachetne:<br>\\(\\ce{Cu}\\), \\(\\ce{Ag}\\), \\(\\ce{Au}\\), \\(\\ce{Pt}\\), \\(\\ce{Hg}\\).</p>\n<p>W typowych zadaniach maturalnych z tego kontekstu (dwa metale, żaden nie reaguje z HCl) najczęstszą parą są <strong>miedź \\(\\ce{Cu}\\)</strong> i <strong>srebro \\(\\ce{Ag}\\)</strong> - oba bierne wobec \\(\\ce{HCl}\\).</p>\n<p><strong>Krok 2: Reakcja miedzi (lub srebra) ze stężonym HNO₃</strong></p>\n<p>Stężony \\(\\ce{HNO3}\\) jest silnym utleniaczem. Reaguje nawet z metalami szlachetnymi jak \\(\\ce{Cu}\\) czy \\(\\ce{Ag}\\).</p>\n<p>Dla miedzi:</p>\n<p>\\[<br>\\ce{Cu + 4HNO3(stęż.) -&gt; Cu(NO3)2 + 2NO2 ^ + 2H2O}<br>\\]</p>\n<p>Dla srebra:</p>\n<p>\\[<br>\\ce{Ag + 2HNO3(stęż.) -&gt; AgNO3 + NO2 ^ + H2O}<br>\\]</p>\n<p><strong>Krok 3: Identyfikacja barwnego produktu gazowego</strong></p>\n<p>\\(\\ce{NO2}\\) - <strong>dwutlenek azotu</strong> - to <strong>brązowoczerwony gaz</strong> o charakterystycznej barwie. To właśnie on jest widoczny na zdjęciu jako zabarwienie unoszące się nad cieczą.</p>\n<p>Stopień utlenienia azotu w \\(\\ce{NO2}\\): +4 (zredukowany z +5 w \\(\\ce{HNO3}\\)).</p>\n<h4>Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans redoks</h4>\n<p>Sprawdzamy, czy reakcja jest poprawna elektronowo (na przykładzie Cu):</p>\n<p>| Pierwiastek | Przed | Po |<br>| \\(\\ce{Cu}\\) | 0 | +2 w \\(\\ce{Cu(NO3)2}\\) → <strong>oddaje 2e⁻</strong> |<br>| \\(\\ce{N}\\) (w \\(\\ce{HNO3}\\)) | +5 | +4 w \\(\\ce{NO2}\\) → <strong>przyjmuje 1e⁻</strong> |</p>\n<p>Bilans elektronowy:</p>\n<ul><li>1 atom \\(\\ce{Cu}\\) oddaje 2 elektrony</li><li>2 atomy \\(\\ce{N}\\) przyjmują po 1 elektronie → łącznie 2 elektrony</li></ul>\n<p>\\[<br>\\ce{Cu -&gt; Cu^2+ + 2e-} \\quad \\times 1<br>\\]<br>\\[<br>\\ce{NO3- + 2H+ + e- -&gt; NO2 + H2O} \\quad \\times 2<br>\\]</p>\n<p>Bilans się zgadza - produkt gazowy to \\(\\ce{NO2}\\). ✓</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:</strong><br>\\(E°(\\ce{Cu^2+/Cu}) = +0{,}342 \\text{ V}\\)<br>Wartość dodatnia potwierdza, że \\(\\ce{Cu}\\) nie wypiera \\(\\ce{H2}\\) z kwasów nieutleniających - stąd brak reakcji z \\(\\ce{HCl}\\). Jednak stężony \\(\\ce{HNO3}\\) utlenia \\(\\ce{Cu}\\) innym mechanizmem (silny utleniacz, nie \\(\\ce{H+}\\)).</blockquote>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:</strong><br>Potwierdza, że \\(\\ce{Cu}\\) i \\(\\ce{Ag}\\) nie reagują z kwasami beztlenowymi (\\(\\ce{HCl}\\)).</blockquote>\n<h4>Typowe pułapki</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Z rozcieńczonym \\(\\ce{HNO3}\\) metale dają \\(\\ce{NO}\\) (bezbarwny), a ze stężonym - \\(\\ce{NO2}\\) (brązowy). Zadanie mówi o stężonym - odpowiedź to \\(\\ce{NO2}\\), nie \\(\\ce{NO}\\)!</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> \\(\\ce{NO}\\) sam w sobie jest bezbarwny, ale na powietrzu szybko utlenia się do \\(\\ce{NO2}\\) - tutaj jednak gaz powstaje bezpośrednio jako \\(\\ce{NO2}\\), bo używamy stężonego kwasu.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie mylić barwnego gazu \\(\\ce{NO2}\\) z bezbarwnym \\(\\ce{N2O4}\\) - dimer, który tworzy się przy niskich temperaturach. W warunkach doświadczenia (temp. pokojowa) dominuje \\(\\ce{NO2}\\).</blockquote>"}]}