Question

Взяли 0,03 моль вещества Х, образованного двумя элементами с атомным соотношением 1:2, и полностью растворили в небольшом избытке концентрированной азотной кислоты. К полученному раствору добавили нитрат бария до прекращения выделения осадка, масса которого после отделения от раствора и высушивания составила 14,0 г. К оставшемуся раствору добавили избыток щелочи, образовавшийся осадок, отфильтровали и прокалили. Масса остатка равна 2,4 г. Определите вещество Х. Приведите расчеты и обоснования Даю 100 баллов

Answer 1

Ответ:

FeS₂

Объяснение:

а) FeS₂ + 18HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + 2H₂SO₄ + 15NO₂ + 7H₂O

б) H₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ + BaSO₄↓ + 2HNO₃

в) Fe(NO₃)₃ + 3NaOH = 3NaNO₃ + Fe(OH)₃

г) 2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

по цепочке реакций: n(Fe₂O₃) = n(FeS₂)/2 = 0,03моль/2 = 0.015моль

по реакции г)

n(Fe₂O₃) = m/M = 2.4г/160г/моль = 0,015моль

вычисленные количества Fe₂O₃ двумя методами совпадают.

по цепочке реакций

n(BaSO₄) = 2 * n(FeS₂) = 2* 0,03моль = 0,06моль

по реакции б)

n(BaSO₄) = m/M = 14г/ 233г/моль = 0,06моль

вычисленные количества BaSO₄  двумя методами совпадают.

Answer 2

Для определения вещества Х, начнем с проведения химических реакций и вычисления массы осадков.

1. Растворение вещества X в азотной кислоте:

Сначала определим молярную массу вещества Х. Мы знаем, что это соединение состоит из двух элементов с атомным соотношением 1:2, что означает, что массовое соотношение атомов равно 1:2. Для упрощения расчетов предположим, что атомы элементов имеют атомные массы 1 и 2 (например, водород и кислород). Тогда молярная масса вещества Х равна:

Молярная масса Х = (1 + 2) г/моль = 3 г/моль.

Мольная масса Х составляет 3 г/моль.

Теперь у нас есть 0,03 моль вещества Х, поэтому его масса будет равна:

Масса Х = 0,03 моль × 3 г/моль = 0,09 г.

2. Образование осадка бария нитратом бария:

Реакция:

X(NO3)2 + Ba(NO3)2 -> BaX2↓ + 2NO3

Молярная масса бария (Ba) - 137,33 г/моль.

Масса нитрата бария (BaX2) - 14,0 г.

Масса бария в нитрате бария:

Масса Ba = 14,0 г / (1 + 2) = 4,67 г.

Так как масса нитрата бария равна массе бария в нем, то масса вещества X, которое соединилось с барием, равна:

Масса X = Масса Ba = 4,67 г.

3. Остаток после добавления щелочи:

После образования осадка бария, остаток раствора содержит не реагировавшее вещество Х и оставшуюся азотную кислоту. После добавления щелочи происходит нейтрализация азотной кислоты. Масса остатка после нейтрализации составляет 2,4 г.

Таким образом, масса вещества X в остатке равна:

Масса X = Масса остатка - Масса азотной кислоты Масса X = 2,4 г - (масса азотной кислоты, которая была взята в начале)

Масса азотной кислоты (HNO3) равна её молярной массе (63 г/моль) умноженной на количество моль, которое было взято в начале (0,03 моль):

Масса HNO3 = 0,03 моль × 63 г/моль = 1,89 г.

Теперь мы можем вычислить массу вещества X в остатке:

Масса X = 2,4 г - 1,89 г = 0,51 г.

Итак, масса вещества X в остатке равна 0,51 г. Это и есть искомое вещество X.