Какова массовая доля оксида и нитрида магния в смеси общей массой 20 г, если после обработки горячей водой и пропускания выделившегося газа через раскалённый оксид меди(II) масса трубки уменьшилась на 6,0 г?

Химия 11 класс Химические реакции и расчеты по ним массовая доля оксид магния нитрид магния смесь общая масса 20 г горячая вода газ оксид меди(II) масса трубки уменьшение массы химия 11 класс Новый

Давайте разберёмся с задачей по определению массовой доли оксида и нитрида магния в смеси общей массой 20 г, используя данные о реакции и изменении массы.

Итак, у нас есть следующая информация:

• После обработки смеси горячей водой образуется аммиак (NH3) и гидроксид магния (Mg(OH)2).
• При пропускании выделившегося газа (аммиака) через раскалённый оксид меди (CuO) происходит реакция, в результате которой масса трубки уменьшилась на 6,0 г.

Сначала запишем уравнения реакций, которые происходят в процессе:

1. Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2↓ + 2NH3↑
2. 3CuO + 2NH3 = 3Cu↓ + N2↑ + 3H2O↑

Теперь, исходя из второго уравнения, мы знаем, что 2 моль аммиака реагируют с 3 моль оксида меди. Если масса трубки уменьшилась на 6,0 г, это означает, что 6,0 г - это масса, которую потеряло CuO в результате реакции с NH3.

Теперь найдем, сколько моль оксида меди было в этой реакции. Молярная масса CuO составляет примерно 80 г/моль. Следовательно:

• n(CuO) = 6 г / 80 г/моль = 0,075 моль

Используя соотношение из уравнения реакции, мы можем найти количество моль аммиака (NH3):

• n(NH3) = n(CuO) * (2/3) = 0,075 моль * (2/3) = 0,050 моль

Теперь, возвращаясь к первому уравнению, мы можем найти количество моль нитрида магния (Mg3N2):

• n(Mg3N2) = n(NH3) / 2 = 0,050 моль / 2 = 0,025 моль

Теперь вычислим массу нитрида магния:

• Молярная масса Mg3N2 = 24*3 + 14*2 = 72 + 28 = 100 г/моль.
• m(Mg3N2) = n * M = 0,025 моль * 100 г/моль = 2,5 г.

Теперь, зная, что общая масса смеси 20 г, мы можем найти массу оксида магния (MgO):

• m(MgO) = 20 г - m(Mg3N2) = 20 г - 2,5 г = 17,5 г.

Теперь можно найти массовые доли каждого соединения в смеси:

• w(Mg3N2) = m(Mg3N2) / m(смеси) = 2,5 г / 20 г = 0,125 = 12,5%.
• w(MgO) = m(MgO) / m(смеси) = 17,5 г / 20 г = 0,875 = 87,5%.

Таким образом, мы получили следующие результаты:

• w(Mg3N2) = 12,5%
• w(MgO) = 87,5%

Ответ: массовая доля нитрида магния составляет 12,5%, а массовая доля оксида магния - 87,5%.