Question

Образец сплава серебра с медью массой 3,54 г полностью растворили в 23,9 мл концентрированной HNO3, с конц.31,5% и плотность р-ра 1,17 г/мл. Для нейтрализации избытка HNO3взяли 14,3 мл р-ра Ba(OH)2, где С=1,4 моль/мл(молярная концентрация). Найти массовые доли металлов в сплаве и объем газа (н.у), выделившегося при растворении сплава.

Answer 1

3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2HNO3+Ba(OH)2=Ba(NO3)2+2H2O
C=n/V---->n(Ba(OH)2)=1,4*0,0143=0,02 моль
n(Ba(OH)2):n(HNO3)=1:2--->n(HNO3)=0.02*2=0.04 моль
mр-ра(HNO3)=23,9*1,17=27,963 г
mв-ва(HNO3)=27,963*0,315=8,8 г
n(HNO3)=8.8/63=0,14 моль
n(HNO3)прореагир.со сплавом=0,14 - 0,04=0.1 моль
далее составим систему уравнений исходя из того,что
пусть х моль серебра,у моль меди;
тогда m(Ag)=108*x,m(Cu)=64*y
n(Ag):n(HNO3)=3:4---->n1(HNO3)=(4/3)*x
n(Cu):n(HNO3)=3:8--->n2(HNO3)=(8/3)*x
n1+n2=0,1 моль
$\left \{ {{108x+64y=3,54} \atop {(4/3)*x+(8/3)*y=0,1}} \right.$
$\left \{ {{108(0,075-2y)+64y=3,54} \atop {x=0,075-2y}} \right.$
$\left \{ {{y=0,03 } \atop {x=0,075-2*0.03; x = 0,015}} \right.$
m(Ag)=108*0,015=1,62 г
m(Cu)=64*0,03=1.92 г
w(Ag)=1,62/3,54 *100%=45,8%
w(Cu)=100%-45,8%=54,2%

n(Ag):n(NO)=3:1--->n1(NO)=0,015/3=0,005 моль
n(Cu):n(NO)=3:2---->n2(NO)=0,03*2/3=0,02 моль 
n3=n1+n2=0,025
V(NO)=n3*Vm=0,025*22,4=0,56 л

ОТВЕТ:w(Ag)=45,8%,w(Cu)=54,2%,V(NO)=0,56 л

Answer 2

Для начала найдем количество вещества сплава серебра с медью, которое было растворено в HNO3. Молярная масса AgCu = 107,87 + 63,55 = 171,42 г/моль. Тогда количество вещества сплава можно найти по формуле n = m/M, где m - масса сплава, M - молярная масса сплава. n = 3,54 г / 171,42 г/моль = 0,0206 моль.

Так как сплав полностью растворился, то в результате реакции были образованы соответствующие соли серебра и меди. Поскольку мы используем концентрированную HNO3, то реакция протекает следующим образом: 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + 2NO + 2H2O Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Таким образом, в результате реакции образовался азот и вода. Объем азота при нормальных условиях (н.у) можно найти по формуле V = nRT/P, где n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура (в Кельвинах), P - давление (в Паскалях). При н.у. T = 273 К, P = 101325 Па, R = 8,314 Дж/(моль·К). V = 0,0206 моль * 8,314 Дж/(моль·К) * 273 К / 101325 Па = 0,045 м3.

Теперь найдем массовые доли металлов в сплаве. Массовая доля каждого металла равна его массе, деленной на общую массу сплава. Для серебра: m(Ag) = n(Ag) * M(Ag) = 3 * 107,87 = 323,61 г. Для меди: m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 0,0206 * 63,55 = 1,31 г. Общая масса сплава равна 3,54 г + 23,9 г (масса HNO3) + масса Ba(NO3)2. Масса Ba(NO3)2 = n * M = 14,3 мл * 1,4 моль/мл * 261,34 г/моль = 53,5 г. Тогда общая масса сплава равна 3,54 г + 23,9 г + 53,5 г = 80,94 г.

Массовая доля серебра: 323,61 г / 80,94 г * 100% = 399,8% Массовая доля меди: 1,31 г / 80,94 г * 100% = 1,6%

Таким образом, массовые доли металлов в сплаве составляют 399,8% для серебра и 1,6% для меди. Это означает, что в результате ошибки в расчетах или измерениях возникла проблема, и необходимо перепроверить полученные значения.