Question

10,000 г сплава растворили в избытке концентрированного раствора гидроксида натрия образуется 12,873 л водорода (н.у) и раствор двух солей. к полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили при температуре 1000 образовалось бинарное соединение, не относится к классу солей, с массовой долей одного из элементов 46,74%. к фильтрату добавили избыток раствора карбоната натрия. при этом образовался студенистый осадок, его отфильтровали и прокалили при температуре 800°с, в результате образовалось только два оксида: твердый и жидкий (при комантаной темп), а масса твердого остатка уменьшилась на 34,6%. определите состав сплава люди

Answer 1

Это tricky задача:)!

Добавление соляной кислоты очевидно может привести либо к осаждению нераствримого хлорида одного из компонентов сплава, либо к осаждению её нерастворимого гидроксида, который будет являться кислотой. Первая версия малоправдоподобна, потому как далее полученный осадок разлагается при прокаливании и образует бинарное соединение "несоль" lol, а хлориды весьма устойчивы к нагреванию. Думаем, какой бы неметалл, реагирующий с растворами щелочей может образовать нерастворимую кислоту, которая разлагается при нагревание. Да-да! Это кремний!

Si + 2NaOH + H2O =t=> Na2SiO3 + 2H2

Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 (стрелка вниз). Образовавшийся осадок.

H2SiO3 =t=> SiO2 + H2O

Проверяем массовую долю кремния в его оксиде:

w(Si)=M(Si)/M(SiO2) = 28.09/68.08=0.4675 (46.75%, у вас в условии 46.74%, погрешность вычисления молярной массы).

Действительно, кремний образует сплавы со многими металлами, в том числе соединения которых проявляют амфотерные свойства. Например, с алюминием известный силумин.

Давайте проверим эту версию, допустим, что второй компонент сплава это алюминий. Тогда:

2Al + 6H2O + 2NaOH => 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Na[Al(OH)4] + 4HCl => NaCl + AlCl3 +4H2O. Фильтрат.

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O => 2Al(OH)3 (вот он, студенистый, стрелка вниз) + 6NaCl + 3CO2

Наконец, нагревая гидроокись алюминия получаем два оксида: твердый и жидкий

2Al(OH)3 =t=> Al2O3 + 3H2O

Теперь да5вайте применим второе условия. Масса образовавшегося осадка должна быть на 34.6% меньше массы исходного гидроксида. Проверим это, допустим, мы берем 1 моль исходного гидроксида (m(Al(OH)3=n*M= 78 г), тогда по указанному выше уравнению

n(Al2O3) =n(Al(OH)3)/2=1/2=0.5 моль => разлагая 1 моль гидроксида мы получим m(Al2O3)=0.5 моль*102г/моль = 51 г. Теперь находим процент:

100%-51*100%/78=34.6%. Хе-хе, работает!

Таким образом, СПЛАВ состоит из КРЕМНИЯ и АЛЮМИНИЯ.

Теперь собственно приступаем к решению простой (по сравнению с первой частью lol) задачи. 10.000 г сплава кремния и алюминия обработали щелочью, при этом вознеслось 12.873 л (ну) водорода.

Еще раз запишем уравнения:

Si + 2NaOH + H2O =t=> Na2SiO3 + 2H2

2Al + 6H2O + 2NaOH => 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Пусть в смеси содержится x моль кремния, y моль алюминия.

Тогда 28.09x + 26.98y =10.000

По уравнению, в результате первой реакции выделится 2x моль водорода, а согласно второй 1.5y моль.

Таким образом, 22.4(2x+1.5y)=12.873. Решаем систему (методом подстановки).

Полчаем n(Si) = x =0.0427 моль, m(Si)=1.199 г.

n(Al)=y=0.0427 моль, m(Al)=8.801 г.

ps. Несмотря на три значащие цифры в условии, авторы задачи, видимо, ждут от вас ответа 1.2 г кремния и 8.8 г алюминия.

ответ: сплав состоит из 1.2 г кремния и 8.8 г алюминия.

Удачи вам!