Question

Смесь серебра,цинка и железа массой 40 г обработали избытком раствора H2SO4, получили газ объёмом 12,32 дм³. Нерастворившийся остаток отделили,а к раствору добавили избыток раствора KOH, полученный осадок отфильтровали и провалили без доступа воздуха , масса твёрдого остатка после прокаливания оказалась равна 10,8 г. Найти массовые доли металлов в смеси.

Answer 1

Ответ:ω%(Fe)=21%,ω%(Zn)=65%,ω%(Ag)=14%

Объяснение:С серной кислоты реагируют ,цинк и железа :

Zn+H2SO4→ZnSO4+H2 (1)

Fe+H2SO4→ZnSO4+H2 (2)

В составе нерастворившийся остатке будут серебро, а в составе раствора будут ZnSO4,FeSO4. Так как гидроксид цинка является амфтерным,в осадке будет Fe(OH)2

ZnSO4+4KOH→K2[Zn(OH)4]+K2SO4

FeSO4+2KOH→K2SO4+Fe(OH)2

Осадок Fe(OH)2 разлагается при нагревании

Fe(OH)2→  FeO+Н2О,значить 10,8г это масса  FeО

ν( FeO)=0,15моль,масса железа 0,15*56=8,4г,по реакции (2) видно,что 0,15моль железо вытесняет из серной кислоты 0,15 моль Н2,а общая количество водорода 12,32/22,4= 0,55,моль,тогда по реакции (1) выделяется 0,55-0,15=0,4 моль Н2 и соответственно количество вещества цинка тоже 0,4 моль,его масса 0,4*65=26 г. Масса серебра в смеси 40-26-8,4=5,6г.ω%(Fe)=8,4*100/40=21%,                                    ω%(Zn)=26*100/40=65%,ω%(Ag)=100-21-65=14%

Answer 2

Для решения данной задачи, нам необходимо определить массовые доли серебра (Ag), цинка (Zn) и железа (Fe) в исходной смеси.

1. Реакция с H2SO4: Согласно уравнению реакции, исходная смесь (Ag + Zn + Fe) реагирует с избытком серной кислоты (H2SO4) и выделяет газ (H2).

Сначала найдем количество газа (H2) при стандартных условиях (0°C и 1 атм): PV = nRT

n = (PV) / RT

Где: P = давление (1 атм) V = объем (12,32 дм³) R = универсальная газовая постоянная (0,0821 L·атм/моль·К) T = температура (0°C + 273,15 К = 273,15 К)

n = (1 * 12,32) / (0,0821 * 273,15) = 0,556 моль H2

Так как газ H2 образуется в реакции в соотношении 1:1 с металлами, получаем, что мольные доли Ag, Zn и Fe также равны 0,556 моль.

2. Реакция с KOH: Исходный раствор, содержащий Ag, Zn и Fe, обрабатывается избытком раствора KOH, и происходит осаждение гидроксидов металлов. Осадок фильтруется и прокаливается без доступа кислорода (O2).

Масса твёрдого остатка после прокаливания равна 10,8 г. Эта масса состоит из гидроксидов AgOH, Zn(OH)2 и Fe(OH)2.

Молярная масса AgOH = 124,87 г/моль Молярная масса Zn(OH)2 = 99,38 г/моль Молярная масса Fe(OH)2 = 89,86 г/моль

Масса AgOH = (0,556 моль) * (124,87 г/моль) = 69,39 г Масса Zn(OH)2 = (0,556 моль) * (99,38 г/моль) = 55,23 г Масса Fe(OH)2 = (0,556 моль) * (89,86 г/моль) = 49,92 г

3. Расчет массовых долей: Массовая доля = (масса металла) / (общая масса исходной смеси) * 100%

Массовая доля Ag = (69,39 г) / (40 г) * 100% = 173,475% Массовая доля Zn = (55,23 г) / (40 г) * 100% = 138,075% Массовая доля Fe = (49,92 г) / (40 г) * 100% = 124,8%

Ответ: Массовая доля серебра (Ag) в смеси составляет 173,475%, массовая доля цинка (Zn) составляет 138,075%, а массовая доля железа (Fe) составляет 124,8%.