При взаимодействии смеси железных и медных опилок с разбавленной серной кислотой выделилось 8,96 л газа (н.у.). При обработке такого же образца концентрированной азотной кислотой образовалась соль, при термическом разложении которой выделилось 11,2 л газа (н.у.). Процентное содержание меди в сплаве составляет? Распишите подробно, пожалуйста.
Химия 9 класс Газовые законы. Расчёты по уравнениям химических реакций. Ключевые слова: химия смесь железных и медных опилок термическое разложение процентное содержание меди.
Решение:
$Fe + H_2SO_4 = FeSO_4 + H_2$
$Cu + H_2SO_4 \ne$ реакция не идёт, так как медь стоит в ряду активности металлов после водорода.
По закону объёмных отношений, объёмы реагирующих и образующихся газов относятся между собой как небольшие целые числа. В нашем случае образуется только водород, значит, его объём будет равен объёму выделившегося газа, то есть 8,96 л.
Найдём количество вещества водорода:
n($H_2$) = V($H_2$)/Vm = 8,96/22,4 = 0,4 моль.
Согласно уравнению реакции, n($Fe$) = n($H_2$) = 0,4 моль, тогда масса железа m($Fe$) = M($Fe$) n($Fe$) = 56 0,4 = 22,4 г.
$Cu + 4HNO_3 = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$
$2Cu(NO_3)_2 = 2CuO + 4NO_2 + O_2$
Объём кислорода, выделившегося при разложении соли, равен 11,2 л. Найдём количество вещества кислорода:
n($O_2$) = V($O_2$)/Vm = 11,2/22,4 = 0,5 моль.
Из уравнения реакции следует, что n($Cu$) = 2n($O_2$) = 2 0,5 = 1 моль. Масса меди m($Cu$) = M($Cu$) n($Cu$) = 64 * 1 = 64 г.
Определим массу сплава:m(сплава) = m($Fe$) + m($Cu$) = 22,4 + 64 = 86,4 г
Рассчитаем массовую долю меди в сплаве:w($Cu$) = m($Cu$)/m(сплава) 100% = 64/86,4 100 % = 74,07 %.
Ответ: процентное содержание меди в сплаве составляет 74,07%.