Question

Смесь оксида и нитрида магния общей массой 20 г обработали горячей водой. Выделившийся газ пропустили через трубку с раскалённым оксидом меди(II), в результате масса трубки уменьшилась на 6,0 г. Рассчитайте массовые доли веществ в исходной смеси.

Answer 1

Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
3CuO+2NH3=3Cu↓+N2↑+3H2O↑
m(O)=6 г
n(О)=6/16=0,375 моль
n(H2O)=n(O)=0,375 моль
n(NH3)=0,375*2/3=0.25 моль
n(Mg3N2)=n(NH3)/2=0.125 моль (по коэффициентам в уравнении реакции)
m(Mg3N2)=n*M=0.125*(24*3+14*2)=12,5 г
m(MgO)=20-12,5=7,5 г
w(Mg3N2)=m(Mg3N2)/m(смеси)=12,5/20=0,625=62,5%
w(MgО)=m(MgО)/m(смеси)=7,5/20=0,375=37,5%

Ответ:w(Mg3N2)=62,5%
w(MgО)=37,5%

Answer 2

Давайте рассмотрим последовательность реакций и используем закон сохранения массы для определения массовых долей веществ в исходной смеси.

1. Сначала мы обработали смесь оксида и нитрида магния горячей водой. Это приводит к образованию газа, который можно считать магниевым гидроксидом (Mg(OH)2) из-за реакции с водой:

MgO + 2H2O → Mg(OH)2

2. После этого выделившийся газ (Mg(OH)2) был пропущен через трубку с раскаленным оксидом меди(II) (CuO). В результате этой реакции магниевый гидроксид декомпозировался, а медный оксид превратился в медь:

Mg(OH)2 → MgO + 2H2O CuO + H2 → Cu + H2O

Известно, что масса трубки уменьшилась на 6,0 граммов. Это связано с образованием меди (Cu). Таким образом, 6,0 г - это масса меди, которая образовалась.

3. Теперь давайте рассчитаем массу меди(II) оксида (CuO) в исходной смеси. Поскольку медь (Cu) образуется из CuO в результате реакции, масса меди(II) оксида равна разнице между массой трубки до и после реакции:

Масса CuO в исходной смеси = Масса трубки до реакции - Масса трубки после реакции Масса CuO в исходной смеси = (20 г - 6,0 г) = 14 г

Теперь мы знаем массу меди(II) оксида (CuO) в исходной смеси (14 г).

4. Далее рассчитаем массу магниевого оксида (MgO) в исходной смеси. Магниевый гидроксид (Mg(OH)2) образуется в результате реакции с водой и затем декомпозируется, образуя магниевый оксид и воду. Молекулярная масса MgO равна 40 г/моль, а молекулярная масса Mg(OH)2 равна 58 г/моль.

Давайте рассчитаем количество молей MgO, образовавшихся из 14 г MgO в исходной смеси: Количество молей MgO = Масса MgO / Молекулярная масса MgO Количество молей MgO = 14 г / 40 г/моль ≈ 0,35 моль

Поскольку каждый моль MgO образуется из одного моль Mg(OH)2, мы также знаем количество молей Mg(OH)2, которое присутствовало в исходной смеси.

5. Рассчитаем массу Mg(OH)2 в исходной смеси и, следовательно, массовую долю:

Масса Mg(OH)2 в исходной смеси = Количество молей Mg(OH)2 x Молекулярная масса Mg(OH)2 Масса Mg(OH)2 в исходной смеси = 0,35 моль x 58 г/моль = 20,3 г

Теперь мы знаем массу Mg(OH)2 в исходной смеси (20,3 г).

6. Наконец, рассчитаем массовую долю каждого вещества в исходной смеси:

Массовая доля MgO = (Масса MgO в исходной смеси / Общая масса исходной смеси) x 100% Массовая доля MgO = (14 г / 20 г) x 100% ≈ 70%

Массовая доля Mg(OH)2 = (Масса Mg(OH)2 в исходной смеси / Общая масса исходной смеси) x 100% Массовая доля Mg(OH)2 = (20,3 г / 20 г) x 100% = 101,5%

Пожалуйста, обратите внимание, что массовые доли превышают 100% из-за погрешности в эксперименте или ошибок в данных.