Сожгли 2.3г газообразного органического вещества. Получили 3.68л оксида углерода () и 2.957г воды. Относительная плотность паров этого вещества по водороду -21.
Определить состав и сокращенную формулу данного вещества, назовите его по международной
номенклатуре. Для каких целей оно применяется?
m(смеси солей)=31.28г
m(р-ра HNO₃)=15.48г
ω(HNO₃)=48.84%=0.4884
Найти:
Me(NO₃)ₓ - ?
Me(NO₃)ₐ - ?
Решение:
И так ,начнем с того,что можем определить одну из солей находящейся в нашей смеси.Вы спросите как?А ответ прост: нам сказано,что образовались остатки оксида азота (I) и кислорода(кислород в нашем случае не так важен как оксид).Если смотреть на разложение нитратов ,то ни в одном из случаев не образуется оксида азота(I),следовательно,можно предположить что перед нами исключение ,соль нитрата аммония( NH₄NO₃):
NH₄NO₃-[t]-->N₂O+2H₂O
Так что первая соль найдена - Me(NO₃)ₓ это NH₄NO₃.
Напишем реакцию получения азотной кислоты:
4NO₂+O₂+2H₂O--->4HNO₃
M(HNO₃)=63г/моль
m(HNO₃)=m(р-ра)*ω=15.48*0.4884=7.56г
n(HNO₃)=m/M=7.56/63=0.12моль
n(H₂O)=n(HNO₃)/2=0.06моль
m(H₂O)=n(H₂O)*M(H₂O)=0,06*18=1.08г - вода которая пошла на образование HNO₃
Теперь находим массу нитрата аммония в смеси,через воду:
m(H₂O)=m₁(H₂O)+m₂(H₂O) , где:
m₁(H₂O) - вода пошедшая на образование HNO₃
m₂(H₂O) - вода оставшаяся в избытке
m₂(H₂O)=15.48-15.48*0.4884=7.92г
m(H₂O)=m₁(H₂O)+m₂(H₂O)=1.08+7.92=9г
n(H₂O)=m/M=9/18=0.5моль
n(NH₄NO₃)=n(H₂O)/2=0.25моль
M(NH₄NO₃)=80г/моль
m(NH₄NO₃)=n*M=0.25*80=20г
Находим массу второй соли:
m[Me(NO₃)ₐ]=31.28-20=11.28г
Теперь рассмотрим варианты,когда а=1,2,3-(основные валентности металлов).
1) Когда а=1.
Схема разложения выглядит так:
2MeNO₃-[t]-->2MeNO₂+O₂
Если внимательно почитать условие,то сказано что "получили остатки оксида азота(I) и кислорода" , т.е. кислорода было больше чем нужно для образования азотной кислоты(он находится в избытке),поэтому мы не можем вести расчеты по нему и откидываем вариант при а=1.
2) Когда а=2:
Cхема разложения выглядит так:
2Me(NO₃)₂-[t]-->2MeO+4NO₂+O₂
Из реакции по образованию азотной кислоты(см. выше) , находим химическое количество оксида азота(IV):
n(NO₂)=n(HNO₃)=0.12моль
n(NO₂ по обр. к-ты) = n(NO₂ из разл. соли) =0.12моль
Получаем:
n[Me(NO₃)₂]=n(NO₂)/2=0.06моль
Находим молярную массу соли и молярную массу металла:
M[Me(NO₃)₂]=m/n=11.28/0.06=188г/моль
M(Me)=188-2*(14+48)=64г/моль
Металл с молярной массой 64г/моль соответствует меди(Сu) => искомая соль , нитрат меди(II) - Cu(NO₃)₂
Если у вас есть желание ,вы можете проверить и с трехвалентным металлом(на всякий случай,мало ли в другой задаче получится),но я уже проверил и могу сказать,что в этой задаче этого не стоит делать.
ответ: в составе смеси были соли NH₄NO₃(массой 20г) и Cu(NO₃)₂ [массой 11.28г].