Question

Оксид металла, содержащий 70% металла, полностью восстановили водородом до металла. При растворении 22,4 г полученного металла в горячей концентрированной серной кислоте образовался сульфат металла (III) и выделилось 13,44 л (н.у.) оксида серы. Определите формулу оксида и рассчитайте его массу

Answer 1

Решение:
Пусть формула оксида Met₂Oₓ (почему именно так, потому что степень окисления кислорода в оксидах всегда равна -2)
Тогда выражение для его молекулярной массы примет вид:
Mr = 2Ar(Met) + xAr(O) = 2Ar(Met) + 16*x
Запомним это.
1. Запишем уравнение реакции взаимодействия с серной кислотой: 
2Met + 6H₂SO₄ = Met₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O
(Из условия - мы знаем, что металл в сульфате трехвалентен) 
2. Расчет количества вещества оксида серы (IV):
n = V/Vm = 13.44л/22,4л/моль = 0,6 моль
3. По уравнению реакции: 
n(Met) = 2/3*n(SO₂) = (2*0,6 моль)/3 = 0,4 моль
4. Расчет молярной массы металла: 
M = m/n = (22,4г)/(0,4 моль) = 56 г/моль
По определению Mr = M, Mr(Met) = 56, смотрим в таблицу Менделеева, металл - железо
5. Вспоминаем про выражение молекулярной массы: 
2*56 + 16x = Mr
Mr = 112+16x
Расписываем массовую долю железа: 
ω = (2Ar(Fe))/(Mr(Fe₂Oₓ))*100%
0,7 = (112)/112+16x)
112 + 16x = 160
16x = 48
x = 3
Формула оксида: 
Fe₂O₃ - оксид железа (III)
Ответ: ...

Answer 2

Давайте решим эту задачу поэтапно.

Шаг 1: Определение металла и его оксида

У нас есть оксид металла, который содержит 70% металла. Таким образом, 70% массы оксида является массой металла. Предположим, что масса оксида металла равна 100 г. Тогда масса металла будет составлять 70 г.

Шаг 2: Восстановление оксида металла водородом

При восстановлении оксида металла водородом, металл полностью восстанавливается до своей исходной формы. Таким образом, 70 г металла было получено из 100 г оксида металла.

Шаг 3: Растворение металла в серной кислоте

Мы растворили 22,4 г полученного металла в горячей концентрированной серной кислоте. При этом образовался сульфат металла (III) и выделилось 13,44 л (н.у.) оксида серы.

Шаг 4: Расчет массы оксида

Оксид серы (SO3) образуется из серной кислоты (H2SO4) по следующему уравнению:

H2SO4 + SO3 → H2S2O7

Молярная масса SO3 равна 80 г/моль. Таким образом, масса 13,44 л (н.у.) оксида серы составляет:

масса SO3 = объем × плотность = 13,44 л × 2,86 г/л = 38,38 г

Согласно уравнению реакции, 2 моль SO3 образуют 1 моль H2S2O7, и следовательно 80 г SO3 образуют 64 г H2S2O7.

Соотношение между H2S2O7 и металлом можно определить из балансированного уравнения реакции. Предположим, что формула сульфата металла (III) - M2(SO4)3. В этом случае молярная масса сульфата металла (III) равна молярной массе металла плюс 96 г (3 × 32 г) массы трех ионов SO4.

Масса H2S2O7, образовавшаяся из 38,38 г SO3, равна:

масса H2S2O7 = (64 г/80 г) × 38,38 г = 30,70 г

Таким образом, м