Дано: m(смеси)=31,9 г m(H₂O)=9 г Найти: w(Fe₂O₃)-? w(CuO)-?
Решение: 1) Fe₂O₃+3H₂=2Fe+3H₂O 2) CuO+H₂=Cu+H₂O Найдем общее количество вещества воды в обеих реакциях: моль Пусть количество вещества Fe₂O₃ будет х моль, тогда воды в 1 реакции образуется 3х моль; пусть количество вещества CuO будет у моль, тогда воды во 2 реакции будет у моль Масса Fe₂O₃ равна 160х г, а масса CuO равна 80у г. Количество вещества воды равно (3х+у) моль Составим систему уравнений: Выразим у Решим первое уравнение моль (это количество вещества Fe₂O₃) Найдем у: у=0,5-3*0,10125=0,19625 моль (это количество вещества CuO) Найдем массу Fe₂O₃: г Найдем массу CuO: г Найдем массовую долю Fe₂O₃: или 50,78% (где m(X) - это масса смеси) Найдем массовую долю CuO: или 49,22% ответ: w(Fe₂O₃)=50,78%; w(CuO)=49,22%
1 случай: концентрированная азотная кислота Cu + 4HNO₃ (конц) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O m(Cu) = 32 г, тогда n(Cu) = 32/64 = 0,5 моль (64 - это молекулярная масса меди из таблицы Менделеева). По уравнению видно, что меди было 1 моль, а кислоты в 4 раза больше. Тогда, n(HNO₃) = 4 * n(Cu) = 4 * 0,5 = 2 моль. Тогда, m(HNO₃) = 2 * 63 = 126 г (63 - это молекулярная масса кислоты) Итак, у Ромы получилось, что потребуется 126 грамм азотной концентрированной кислоты для растворения 32 граммов меди.
2 случай: разбавленная азотная кислота 3Cu + 8HNO₃ (разб) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O n(Cu) остаётся неизменным — 0,5 моль. Но уже у нас 3 моля меди по реакции, а кислоты 8, тогда n(HNO₃) = 8/3 * 0,5 = 8/6 моль. Тогда m(HNO₃) = 8/6 * 63 = 84 г. Выходит, Дима вычислил, что для растворения 32 граммов меди нужно взять 84 грамма азотной разбавленной кислоты.
При реакции меди с концентрированной азотной кислотой выделился газ NO₂ — оксид азота (IV), а с разбавленной выделился NO — оксид азота (II).
HNO₃ концентрированная: n(Cu) = 0,5 моль n(NO₂) = 2*n(Cu) = 1 моль (по уравнению реакции: газа получилось в два раза больше меди) V(NO₂) = 1 * 22,4 = 22,4 л (22,4 - это молярный объём, он как молярная масса, но только для газов и всегда постоянный при нормальных условиях) С концентрированной азотной кислотой выделилось 22,4 л NO₂.
HNO₃ разбавленная: n(Cu) = 0,5 моль n(NO) = 2/3 * 0,5 = 1/3 моль V(NO) = 1/3 * 22,4 ≈ 7,5 л С разбавленной выделилось около 7,5 л NO.
ответ: 1) Массы азотной разбавленной и концентрированной кислот для растворения меди не равны: в случае с разбавленной кислотой требуется 84 г, с концентрированной – 126 г. 2) В случае с концентрированной кислотой выделится 22,4 л оксида азота (IV) NO₂, с разбавленной – около 7,5 л оксида азота (II) NO.
моль
моль (это количество вещества Fe₂O₃)
г
г
или 50,78% (где m(X) - это масса смеси)
или 49,22%
2) не реагирует
3) Fe2O3+ 3MgCl= 2FeCl3+ 2H2O
4 не р.