Какова массовая доля железа в исходной смеси, если при обработке 40 г смеси меди и железа концентрированной азотной кислотой выделилось 3,36 л газа?

Химия 11 класс Массовая доля веществ в смесях массовая доля железа исходная смесь обработка смеси концентрация азотной кислоты выделение газа химия 11 класс Новый

Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции между железом и концентрированной азотной кислотой, а также данные о выделившемся газе.

Шаг 1: Определим, какой газ выделяется.

При реакции железа с концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (NO) и вода. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)2 + 2NO + 2H2O

Шаг 2: Найдем количество вещества газа.

По условию задачи выделилось 3,36 л газа. При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л. Поэтому можем найти количество вещества (n) газа:

• n = V / Vm, где V - объем газа, Vm - молярный объем.
• n = 3,36 л / 22,4 л/моль = 0,15 моль.

Шаг 3: Определим количество вещества железа.

Согласно уравнению реакции, 1 моль железа дает 2 моли NO. Значит, количество вещества железа, участвующего в реакции, будет:

• n(Fe) = n(NO) / 2 = 0,15 моль / 2 = 0,075 моль.

Шаг 4: Рассчитаем массу железа.

Теперь мы можем найти массу железа, используя молярную массу железа (Fe), которая равна 55,85 г/моль:

• m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 0,075 моль * 55,85 г/моль = 4,19 г.

Шаг 5: Найдем массу меди.

Теперь мы знаем массу железа в смеси. Поскольку общая масса смеси составляет 40 г, можем найти массу меди:

• m(Cu) = m(смеси) - m(Fe) = 40 г - 4,19 г = 35,81 г.

Шаг 6: Рассчитаем массовую долю железа в смеси.

Массовая доля железа (w) рассчитывается по формуле:

• w(Fe) = (m(Fe) / m(смеси)) * 100% = (4,19 г / 40 г) * 100% ≈ 10,48%.

Ответ: Массовая доля железа в исходной смеси составляет примерно 10,48%.