a)

Masową zawartość procentową azotu w tlenku azotu o wzorze N_xO_y można obliczyć na podstawie wzoru:

${\%}_{\mathrm{N}}=\frac{x\cdot M_{\mathrm{N}}}{x\cdot M_{\mathrm{N}}+y\cdot M_{\mathrm{O}}}$

Znając masę molową tlenu (M = 16 g/mol), azotu (M = 14 g/mol) oraz masową zawartość procentową azotu w tlenku:

${\%}_{\mathrm{N}}=30,43\%$

obliczamy współczynniki stechiometryczne w we wzorze szukanego tlenku azotu:

$30,43\%=\frac{x\cdot 14\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}{x\cdot 14\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}+y\cdot 16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}$

$4,2602\cdot x+4,8688\cdot y=x\cdot 14$

$4,8688y=9,7398x$

$\frac{y}{x}=\frac{9,7398}{4,8688}$

$\frac{y}{x}\approx \frac{2}{1}$

Wzór sumaryczny szukanego tlenku azotu to NO₂.

Wzór elektronowy szukanego tlenku azotu:

 

Uwaga!

Odpowiedź do zadania potwierdza, że autorowi zadania chodziło o tlenek azotu(IV), jednak - z nieznanych przyczyn - zamieszczono w niej (błędnie) wzór elektronowy tlenku azotu(II) zamiast NO₂.

 

b)

Wzory substancji: Cu, HNO_3(stężony).

Równanie reakcji:

$\mathrm{Cu}+4\mathrm{HNO}{}_3{}_{(\mathrm{st}ę\dot{z}.)}\to \mathrm{Cu}(\mathrm{NO}{}_3){}_2+2\mathrm{NO}{}_2\uparrow +2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

 

c)

1) Tlenek azotu N_xO_y, o kmtórym mowa w tekście zadania jest gazem [a] bezbarwnym / [b] o barwie brunatnej, który po roztworzeniu w wodzie tworzy roztwór o wyraźnie [c] kwasowym / [d] zasadowym odczynie.

2) Tlenek azotu N_xO_y jest gazem [a] bezwonnym / [b] o charakterystycznym zapachu, w którym atom azotu występuje na swoim [c] najniższym / [d] pośrednim / [e] najwyższym stopniu utlenienia.

 

---

Wyjaśnienie:

Tlenki azotu
Stopień utlenienia	Wzór sumaryczny	Charakter chemiczny	Barwa	Stan skupienia	Uwagi
+I	N2O	obojętny	bezbarwny	gaz	gaz rozweselający, słodkawy zapach i smak.
+II	NO	obojętny	bezbarwny	gaz	rodnik, brunatnieje w kontakcie z powietrzem (szybko utlenia się do NO2).
+III	N2O3	kwasowy	niebieska	ciecz	bezwodnik HNO2, trwała tylko w niskich temperaturach, w wyższych rozkłada się na NO i NO2.
+IV	NO2	kwasowy	brunatny	gaz	rodnik, gaz o ostrym charakterystycznym zapachu, w reakcji z wodą dysproporcjonuje na HNO2 i HNO3.
	N2O4		słomkowożółty		dimer - powstaje w wyniku połączenia dwóch cząsteczek NO2 (samoistna reakcja równowagowa).
+V	N2O5	kwasowy	białe	ciało stałe	bezwodnik HNO3.

W wyniku reakcji miedzi z rozcieńczonym kwasem azotowym powstaje bezbarwny gaz brunatniejący na powietrzu (NO): 

$3\mathrm{Cu}+8\mathrm{HNO}{}_3{}_{(\mathrm{rozc}.)}\to 3\mathrm{Cu}(\mathrm{NO}{}_3){}_2+2\mathrm{NO}\uparrow +4\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

$2\mathrm{NO}+\mathrm{O}{}_2\to 2\mathrm{NO}{}_2$

a w stężonym bezpośrednio wydziela się brunatny gaz (NO₂):

$\mathrm{Cu}+4\mathrm{HNO}{}_3{}_{(\mathrm{st}ę\dot{z}.)}\to \mathrm{Cu}(\mathrm{NO}{}_3){}_2+2\mathrm{NO}{}_2\uparrow +2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

złoto jako metal szlachetny nie reaguje ze stężonym kwasem azotowym(V).