Question

Для полного хлорирования 3,76 г порошковой смеси меди и железа потребовалось 1,456 л хлора. Определите, какие количества 98% серной и 36,5% соляной кислот прореагируют на холоду с тем же ко­личеством исходной смеси порошком. Найдите массовые доли металлов в исходной смеси.

Answer 1

Образуются CuCl2 и FeCl3, количество молей меди обозначено х, железа-у. Вот такая несложная система уравнений получается:3,76-63,55x-55,85y=0 0,065-x/2-y/3=0
Кол-во молей железа и меди нашли,с массовым соотношением все понятно.
Серная и соляная на холоду прореагирует с железом до сульфата и хлорида (II) соответственно,медь вообще не тронут.
Итого берем "у" - количество железа, соляной потребуется 2у моль (FeCl2),серной- у моль (FeSO4).
Массу кислот вычислили,делим на концентрацию ( допустим 10г необходимой чистой солянки/0,365(ее концентрация)=около 28г 36,5%-ной потребуется)

Answer 2

Для решения данной задачи, давайте сначала найдем массовые доли меди и железа в исходной смеси, зная, что полное хлорирование смеси происходит по уравнению:

\[ \text{Cu} + \text{Fe} + 2\text{Cl}_2 \rightarrow \text{CuCl}_2 + \text{FeCl}_2 \]

Моль хлора (\(\text{Cl}_2\)), реагирующего с медью и железом, равен половине молей меди (\(\text{Cu}\)) и железа (\(\text{Fe}\)).

1. Найдем количество молей хлора: \[ n(\text{Cl}_2) = \frac{1.456 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \]

2. Найдем количество молей меди и железа: \[ n(\text{Cu}) = n(\text{Fe}) = \frac{n(\text{Cl}_2)}{2} \]

3. Найдем массы меди и железа: \[ m(\text{Cu}) = n(\text{Cu}) \times \text{молярная масса меди} \] \[ m(\text{Fe}) = n(\text{Fe}) \times \text{молярная масса железа} \]

Теперь у нас есть массы меди и железа в исходной смеси.

4. Найдем массовые доли металлов в исходной смеси: \[ \text{Массовая доля Cu} = \frac{m(\text{Cu})}{m(\text{Cu}) + m(\text{Fe})} \times 100\% \] \[ \text{Массовая доля Fe} = \frac{m(\text{Fe})}{m(\text{Cu}) + m(\text{Fe})} \times 100\% \]

Теперь касательно реакции с серной и соляной кислотами. Поскольку полное хлорирование уже произошло, металлы присутствуют в виде их хлоридов. Рассмотрим реакции с серной и соляной кислотами:

1. С серной кислотой: \[ \text{CuCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + 2\text{HCl} \] \[ \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + 2\text{HCl} \]

2. С соляной кислотой: \[ \text{CuCl}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{CuCl} + \text{Cl}_2 \] \[ \text{FeCl}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{FeCl} + \text{Cl}_2 \]

Рассмотрим реакцию с соляной кислотой: поскольку металлы присутствуют в виде хлоридов, они не взаимодействуют с \(\text{HCl}\). Следовательно, реакция с соляной кислотой не произойдет.

Реакция с серной кислотой приведет к образованию соответствующих сульфатов меди и железа. Можно выразить их массы, зная начальные массы меди и железа и соотношение в уравнениях реакций.

Таким образом, мы можем найти массы меди и железа в соединениях с серной кислотой. В завершение найдем массовые доли этих соединений в исходной смеси.