Question

(ъ) Укажите одну из областей применения вышеуказанных сплавов в настоящее время. - 3. Допишите уравнения реакций и расставьте коэффициенты: A. Mg + O2 =) В. Ва + H20 — C. Fe + Cu(NO3)2 — D. Ag + HNO3(конц.) — Последнюю реакцию уравняйте методом электронного баланса. (5) 1. Какой объем угарного газа потребуется для полного восстановления 80 г. технического оксид железа (Ш), массовая доля примесей в котором составляет 30% (4)​

Answer 1

Ответ:

Это окислительно-восстановительная (редокс) реакция:

Ag0 - 1 e- → AgI(окисление)

NV + e- → NIV(восстановле́ние)

Ag является восстановителем, HNO3 является окислителем.

Реактанты:

Answer 2

Области применения сплавов в настоящее время:

Одной из областей применения сплавов в настоящее время является авиационная промышленность. Сплавы, такие как алюминиевые сплавы, титановые сплавы и никелевые сплавы, широко используются в производстве самолетов и вертолетов. Эти сплавы обладают высокой прочностью при небольшом весе, что делает их идеальными для использования в авиационной промышленности [[1]].

Уравнения реакций и коэффициенты:

A. Mg + O2 → MgO - Уравнение реакции: 2Mg + O2 → 2MgO

B. Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2 - Уравнение реакции: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2

C. Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu - Уравнение реакции: Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu

D. Ag + HNO3(конц.) → AgNO3 + NO2 + H2O - Уравнение реакции: 3Ag + 4HNO3(конц.) → 3AgNO3 + 2NO2 + 2H2O

Уравнение реакции с использованием метода электронного баланса:

Последнюю реакцию можно уравнять методом электронного баланса. В этом методе мы уравниваем количество переданных электронов на обеих сторонах уравнения.

Уравнение реакции: Ag + HNO3(конц.) → AgNO3 + NO2 + H2O

1. Разделим реакцию на полуреакции: - Полуреакция окисления: Ag → Ag+ + e- - Полуреакция восстановления: NO3- + 3H+ + 2e- → NO2 + H2O

2. Уравняем количество электронов в полуреакциях: - Умножим полуреакцию окисления на 2: 2Ag → 2Ag+ + 2e- - Умножим полуреакцию восстановления на 2: 2NO3- + 6H+ + 4e- → 2NO2 + 2H2O

3. Сложим полуреакции: - 2Ag + 2NO3- + 6H+ → 2Ag+ + 2NO2 + 2H2O

4. Упростим уравнение: - Ag + NO3- + 3H+ → Ag+ + NO2 + H2O

Таким образом, уравнение реакции с использованием метода электронного баланса будет: Ag + NO3- + 3H+ → Ag+ + NO2 + H2O

Объем угарного газа для полного восстановления оксида железа:

Для решения этой задачи нам понадобится знать молярную массу угарного газа (CO) и массовую долю примесей в оксиде железа.

1. Найдем количество вещества оксида железа (Fe2O3): - Молярная масса Fe2O3 = 2 * молярная масса Fe + 3 * молярная масса O = 2 * 55.845 g/mol + 3 * 16.00 g/mol = 159.69 g/mol - Количество вещества Fe2O3 = масса Fe2O3 / молярная масса Fe2O3 = 80 g / 159.69 g/mol

2. Найдем количество вещества железа (Fe) в оксиде железа: - Количество вещества Fe = 2 * количество вещества Fe2O3

3. Найдем массу чистого железа (Fe): - Масса Fe = количество вещества Fe * молярная масса Fe = 2 * количество вещества Fe2O3 * 55.845 g/mol

4. Найдем массу примесей в оксиде железа: - Масса примесей = масса Fe2O3 - масса Fe

5. Найдем массу угарного газа (CO), который требуется для полного восстановления оксида железа: - Масса угарного газа = масса Fe * (массовая доля примесей / 100)

6. Найдем объем угарного газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм): - Объем угарного газа = масса угарного газа / плотность угарного газа

Примечание: Для расчета плотности угарного газа необходимо знать его температуру и давление.

Answer 3

One of the applications of the mentioned alloys in the present time:

One of the applications of the mentioned alloys in the present time is in the aerospace industry. Aluminum alloys, such as the ones mentioned (e.g., Duralumin and Magnalium), are commonly used in the construction of aircraft due to their lightweight and high strength properties. These alloys provide a good balance between strength and weight, making them suitable for various components of aircraft, including the fuselage, wings, and engine parts [[1]].

Equations and coefficients:

A. Mg + O2 → MgO - Balanced equation: 2Mg + O2 → 2MgO [[2]]

B. Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2 - Balanced equation: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 [[3]]

C. Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu - Balanced equation: Fe + 2Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + 2Cu [[4]]

D. Ag + HNO3(конц.) → AgNO3 + NO2 + H2O - Balanced equation: 3Ag + 4HNO3(конц.) → 3AgNO3 + 2NO2 + 2H2O [[5]]

Balancing the reaction using the method of electron balance:

To balance the reaction using the method of electron balance, we need to ensure that the number of electrons gained is equal to the number of electrons lost. Let's balance the reaction between Ag and HNO3(конц.):

Ag + HNO3(конц.) → AgNO3 + NO2 + H2O

First, let's assign oxidation numbers to each element: Ag: 0 H: +1 N: +5 O: -2

The oxidation state of Ag remains unchanged, while the oxidation state of N in HNO3 changes from +5 to +2 in AgNO3. This indicates that Ag is reduced, and N is oxidized.

To balance the reaction, we can start by balancing the atoms other than H, N, and O. In this case, we only have Ag on the left side, so we need to balance it with 3 Ag on the right side:

3Ag + HNO3(конц.) → 3AgNO3 + NO2 + H2O

Next, let's balance the oxygen atoms by adding H2O to the left side:

3Ag + HNO3(конц.) → 3AgNO3 + NO2 + 3H2O

Now, let's balance the hydrogen atoms by adding H+ to the left side:

3Ag + 4H+ + HNO3(конц.) → 3AgNO3 + NO2 + 3H2O

Finally, let's balance the charge by adding electrons (e-) to the left side:

3Ag + 4H+ + HNO3(конц.) + 3e- → 3AgNO3 + NO2 + 3H2O

This balanced equation satisfies the electron balance and the conservation of mass.

Volume of carbon dioxide gas required:

To calculate the volume of carbon dioxide gas required for the complete reduction of 80 g of iron oxide (Fe2O3), we need to consider the stoichiometry of the reaction.

The balanced equation for the reaction is: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

From the balanced equation, we can see that 3 moles of carbon dioxide (CO2) are produced for every 1 mole of iron oxide (Fe2O3) reacted.

First, let's calculate the number of moles of iron oxide: Molar mass of Fe2O3 = 2(55.845 g/mol) + 3(16.00 g/mol) = 159.69 g/mol Number of moles of Fe2O3 = 80 g / 159.69 g/mol = 0.501 mol

Since the stoichiometry of the reaction is 3 moles of CO2 per 1 mole of Fe2O3, the number of moles of CO2 required is: Number of moles of CO2 = 3 * 0.501 mol = 1.503 mol

Finally, we can calculate the volume of carbon dioxide gas using the ideal gas law: V = n * Vm

Where: V = volume of gas (in liters) n = number of moles of gas Vm = molar volume of gas at standard temperature and pressure (STP) = 22.4 L/mol

Volume of carbon dioxide gas required = 1.503 mol * 22.4 L/mol = 33.7 L

Therefore, the volume of carbon dioxide gas required for the complete reduction of 80 g of iron oxide is 33.7 liters.

Note: The mass fraction of impurities in the iron oxide (Fe2O3) is not considered in this calculation.