Question

Определи массовую долю (%) цинка в исходной смеси. Навеску смеси порошков цинка и хрома массой 4 г обработали холодным концентрированным раствором азотной кислоты. Объём выделившегося при этом оксида азота (IV) составил 2,24 л (в пересчете на н.у.).

Результат запиши с точностью до сотых.

Answer 1

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать метод остатка, основанный на законе Лавуазье. Этот закон гласит, что масса вещества сохраняется в течение химической реакции. То есть масса всех реагентов должна быть равна массе всех продуктов.

Для начала, определим молярный объем оксида азота (IV). Молярный объем (Vм) - это объем, занимаемый одним молью газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм).

Vм можно рассчитать используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,

где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (R=0,0821 атм*л/(моль*К)), T - температура газа в Кельвинах.

Так как оксид азота (IV) выделился при определенной температуре, то можно воспользоваться этими данными, чтобы найти количество молей оксида азота (IV). Для этого воспользуемся формулой:

n = PV / RT,

где P = 1 атм, V = 2,24 л, R = 0,0821 атм*л/(моль*К), T = 273 + 0 = 273 К.

n = (1 * 2,24) / (0,0821 * 273).

Вычисляем n и получаем количество молей оксида азота (IV).

Теперь мы можем использовать химический состав оксида азота для определения его молярной массы и количества молей кислорода (O) в оксиде.

Молярная масса оксида азота (IV) равна 92 г/моль.

n(оксида азота (IV)) = (масса оксида азота (IV)) / (молярная масса оксида азота (IV)).

Теперь мы знаем количество молей оксида азота (IV) и массу смеси порошков, добавленных в начале.

Известно, что в данной смеси присутствует цинк и хром.

Обозначим массу исходной смеси как м.

Массовая доля цинка (Zn) в смеси будет равна:

масса цинка / масса смеси * 100 %.

Чтобы найти массу цинка в смеси, нам необходимо знать молярную массу цинка (Zn). Молярная масса цинка равна 65 г/моль.

В нашем случае, количество молей цинка будет равно количество молей оксида азота (IV).

n(Zn) = n(оксида азота (IV)).

Теперь можно рассчитать массу цинка в смеси, умножив количество молей цинка на его молярную массу.

масса цинка = n(Zn) * молярная масса цинка.

И наконец, рассчитываем массовую долю цинка в смеси:

массовая доля цинка = масса цинка / масса смеси * 100 %.

Таким образом, мы можем использовать данные о количестве выделившегося оксида азота (IV) и массе смеси порошков, чтобы определить массовую долю цинка в исходной смеси.