Question

Решите, пожалуйста, задачу: 20 г смеси серебряных и железных опилок обработали конц. серной кислотой (н.у.). Выделилось 1,12л газа с резким запахом. Определите массовые доли в % металлов в смеси. Какой объем газа выделится при обработке такой же смеси разбавленной серной кислотой.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

20 г смеси серебряных и железных опилок обработали конц. серной кислотой (н.у.). Выделилось 1,12л газа с резким запахом. Определите массовые доли в % металлов в смеси. Какой объем газа выделится при обработке такой же смеси разбавленной серной кислотой.

Концентрированная  серная  кислота  на холоде пассивирует  железо.

Поэтому  с серной  кислотой  будет  реагировать  только  серебро

                                                  1,12 л

2H2SO4 + 2Ag = Ag2SO4↓ + SO2↑ + 2H2O

Объем  диоксида  серы  1,12 л   или  005  моль. Следовательно  серебра  в  составе  смеси  (по  уравнению  реакции)  0,1 моль.

М(Ag)  =  108 г/моль.  Тогда  масса  серебра  10,8 г  

Тогда  масса  железных  опилок  в составе  смеси 9,2 г.

ω (Ag) = 10,8 : 20 =0,54  или 54%      ω(Fe) = 9,2 :20 = 0,46  или 46%.

 Если  бы эту  смесь  обработали  разбавленной  серной  кислотой, то  с  кислотой  реагировало бы  железо:

  0,164 моль                              0,164 моль  

       Fe  +  H2SO4  =  FeSO4   +  H2↑

n(Fe) = 9,2 г : 56 г/моль = 0,164 моль

V(H2) = 22,4 л/моль × 0,164  моль = 3,7 л (округленно)

Answer 2

Давайте решим эту задачу шаг за шагом.

1. Рассчитаем количество газа (водород) по объему (1,12 л) и известной молекулярной массе газа (H₂ = 2 г/моль):

Молярный объем идеального газа при нормальных условиях (н.у.) составляет около 22,7 л/моль. Таким образом, количество молей газа можно рассчитать:

n = V / Vm,

где n - количество молей газа, V - объем газа (1,12 л), Vm - молярный объем газа при н.у. (22,7 л/моль).

n = 1,12 / 22,7 ≈ 0,0494 моль.

2. Из уравнения реакции между серной кислотой (H₂SO₄) и железом (Fe) можно увидеть, что 1 моль железа реагирует с 1 молью серной кислоты, образуя водород (H₂) и сульфат железа (FeSO₄):

Fe + H₂SO₄ -> FeSO₄ + H₂.

3. Таким образом, количество молей железа и серебра в исходной смеси можно рассчитать на основе количества выделившегося водорода.

Поскольку 1 моль железа реагирует с 1 молью серной кислоты, количество молей железа и серебра будет равно количеству молей водорода, то есть 0,0494 моль.

4. Рассчитаем массу железа и серебра:

Масса железа (Fe) = количество молей железа × молярная масса железа, Масса серебра (Ag) = количество молей серебра × молярная масса серебра.

Молярные массы: Fe: 55,85 г/моль, Ag: 107,87 г/моль.

Масса железа = 0,0494 моль × 55,85 г/моль ≈ 2,76 г. Масса серебра = 0,0494 моль × 107,87 г/моль ≈ 5,33 г.

5. Рассчитаем массовые доли в % металлов в смеси:

Массовая доля железа = (масса железа / общая масса смеси) × 100%, Массовая доля серебра = (масса серебра / общая масса смеси) × 100%.

Общая масса смеси = 20 г (дано).

Массовая доля железа = (2,76 г / 20 г) × 100% ≈ 13,8%, Массовая доля серебра = (5,33 г / 20 г) × 100% ≈ 26,65%.

Таким образом, массовые доли в % металлов в смеси составляют примерно 13,8% железа и 26,65% серебра.

6. Теперь давайте рассмотрим обработку такой же смеси разбавленной серной кислотой.

Обработка металлической смеси разбавленной серной кислотой будет менее интенсивной, чем с концентрированной серной кислотой, поэтому необходимо учесть это при расчете.

Если обозначить массу железа как Fe' и массу серебра как Ag', то реакции будут выглядеть следующим образом:

Fe' + H₂SO₄ -> FeSO₄ + H₂, Ag' + H₂SO₄ -> Ag₂SO₄ + H₂.

Так как одна моль железа реагирует с одной молью серной кислоты, а одна моль серебра реагирует с двумя молями серной кислоты, то количество молей железа и серебра в смеси останется таким же, как в исходной смеси (0,0494 моль).

Объем газа при обработке разбавленной серной кислотой будет меньше, чем при обработке концентрированной серной кислотой, но точное значение зависит от степени разбавления серной кислоты.

Итак, чтобы решить эту задачу, нам нужно знать конкретное соотношение разбавления серной кислоты для обработки разбавленной смеси. Если дано соотношение разбавления, мы сможем использовать его для рассчета объема газа.

Если такое соотношение разбавления отсутствует, невозможно точно рассчитать объем газа, который выделится при обработке разбавленной серной кислотой.