При обработке смеси меди и железа концентрированной азотной кислотой, выселилось 8,96 л газа. А при действии на ту же смесь соляной кислотой - 4,48 л (объемы измерены при нормальных условиях). Какова масса этой смеси?

Химия 11 класс Реакции металлов с кислотами химия 11 класс обработка смеси медь железо концентрированная азотная кислота выселение газа соляная кислота Объём газа нормальные условия масса смеси расчет массы химическая реакция стехиометрия Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

Сначала рассмотрим реакцию меди с концентрированной азотной кислотой. Железо не реагирует с ней при комнатной температуре, так как на его поверхности образуется защитная оксидная пленка, которая препятствует дальнейшей реакции. Таким образом, в данной реакции участвует только медь.

Запишем уравнение реакции меди с концентрированной азотной кислотой:

• Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Мы знаем, что при реакции образуется газ NO2. В задаче указано, что выселилось 8,96 литров этого газа. Чтобы найти количество вещества (моль) газа, используем формулу:

• n(NO2) = V / Vm,

где V — объем газа (8,96 л), а Vm — молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль). Подставим значения:

• n(NO2) = 8,96 / 22,4 = 0,4 моль.

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль NO2 образуется 1 моль меди (Cu). Следовательно, соотношение между моль NO2 и Cu будет 2:1:

• n(Cu) = n(NO2) / 2 = 0,4 / 2 = 0,2 моль.

Теперь можем найти массу меди, используя ее молярную массу (64 г/моль):

• m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 0,2 моль * 64 г/моль = 12,8 г.

Теперь перейдем к реакции железа с соляной кислотой. Медь не реагирует с соляной кислотой, так как она стоит в ряду напряжений металлов до водорода. Таким образом, в этой реакции участвует только железо:

• Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.

При реакции выделяется газ H2. Объем этого газа составляет 4,48 литра. Теперь найдем количество вещества водорода:

• n(H2) = V / Vm = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль.

Из уравнения видно, что на 1 моль водорода выделяется 1 моль железа. Следовательно:

• n(Fe) = n(H2) = 0,2 моль.

Теперь найдем массу железа, используя его молярную массу (56 г/моль):

• m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 0,2 моль * 56 г/моль = 11,2 г.

Теперь, чтобы найти общую массу смеси меди и железа, сложим их массы:

• m(смеси) = m(Cu) + m(Fe) = 12,8 г + 11,2 г = 24 г.

Ответ: масса смеси равна 24 г.