Навеску медно-цинкового сплава массой 15,42 г полностью растворили в концентрированной азотной кислоте. Весь выделившийся газ поглотили раствором гидроксида калия, при этом образовалась смесь солей общей массой 44,64 г. К раствору, полученному при взаимодействии сплава с азотной кислотой, добавили избыток разбавленной щёлочи, а выпавший осадок отфильтровали. Вычислите массовые доли металлов в сплаве и найдите массу осадка. В расчётах примите $A_r ( Cu ) = 63,5; A_r ( Zn ) = 65,3$ В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Запишем уравнения реакций растворения металлов в азотной кислоте:
$\ChemFormCu + 4HNO_3 \reactrarrow0pt1 cm = Cu ( NO_3 ) _2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$
$\ChemFormZn + 4HNO_3 \reactrarrow0pt1 cm = Zn ( NO_3 ) _2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$
2. Запишем уравнение реакции $\ChemFormNO_2$ с гидроксидом калия и рассчитаем количество вещества $\ChemFormNO_2$ :
$\ChemForm2NO_2 + 2KOH = KNO_3 + KNO_2 + H_2O$
$\nu\rm ( NO_2 ) = x моль$
$\it m\rm ( KNO_3 ) + \it m\rm ( KNO_2 ) = $\frac{x}{2}$ \cdot 101 + $\frac{x}{2}$ \cdot 85 = 44,64 г$
$\nu\rm ( NO_2 ) = x = 0,48 моль$
3. Найдем массовые доли металлов в сплаве:
$\nu\rm ( Cu ) = y моль$
$\nu\rm ( Zn ) = z моль$
$\it m\rm ( сплава ) = 63,5y + 65,3z = 15,42 г$
$\nu\rm ( NO_2 ) = 2y + 2z = 0,48$
$y=0,14, z=0,1$
$\it \omega\rm ( Cu ) = 0,14 \cdot 63,5/15,42 \cdot 100\% = 57,7\%$
$\it \omega\rm ( Zn ) = 100 - 57,7 = 42,3\%$
4. Напишем уравнения реакций нитратов с разбавленной щелочью, и найдем массу осадка:
$\ChemFormCu ( NO_3 ) _2 + 2KOH = Cu ( OH ) _2\downarrow + 2KNO_3$
$\ChemFormZn ( NO_3 ) _2 + 4KOH = K_2 [ Zn ( OH ) _4 ] + 2KNO_3$
$\it \nu\rm ( Cu ( OH ) _2 ) = \nu\rm ( Cu ) = 0,14 моль$
$\it m\rm ( Cu ( OH ) _2 ) = 0,14 \cdot 97,5 = 13,65 г$
$\ChemFormCu + 4HNO_3 \reactrarrow0pt1 cm = Cu ( NO_3 ) _2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$
$\ChemFormZn + 4HNO_3 \reactrarrow0pt1 cm = Zn ( NO_3 ) _2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$
2. Запишем уравнение реакции $\ChemFormNO_2$ с гидроксидом калия и рассчитаем количество вещества $\ChemFormNO_2$ :
$\ChemForm2NO_2 + 2KOH = KNO_3 + KNO_2 + H_2O$
$\nu\rm ( NO_2 ) = x моль$
$\it m\rm ( KNO_3 ) + \it m\rm ( KNO_2 ) = $\frac{x}{2}$ \cdot 101 + $\frac{x}{2}$ \cdot 85 = 44,64 г$
$\nu\rm ( NO_2 ) = x = 0,48 моль$
3. Найдем массовые доли металлов в сплаве:
$\nu\rm ( Cu ) = y моль$
$\nu\rm ( Zn ) = z моль$
$\it m\rm ( сплава ) = 63,5y + 65,3z = 15,42 г$
$\nu\rm ( NO_2 ) = 2y + 2z = 0,48$
$y=0,14, z=0,1$
$\it \omega\rm ( Cu ) = 0,14 \cdot 63,5/15,42 \cdot 100\% = 57,7\%$
$\it \omega\rm ( Zn ) = 100 - 57,7 = 42,3\%$
4. Напишем уравнения реакций нитратов с разбавленной щелочью, и найдем массу осадка:
$\ChemFormCu ( NO_3 ) _2 + 2KOH = Cu ( OH ) _2\downarrow + 2KNO_3$
$\ChemFormZn ( NO_3 ) _2 + 4KOH = K_2 [ Zn ( OH ) _4 ] + 2KNO_3$
$\it \nu\rm ( Cu ( OH ) _2 ) = \nu\rm ( Cu ) = 0,14 моль$
$\it m\rm ( Cu ( OH ) _2 ) = 0,14 \cdot 97,5 = 13,65 г$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 121836 • Задание №20
Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе ее водного рас...
ID 173780 • Задание №20
Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции по схеме:
$\ChemFormH_2S плюс KClO_3 \to S ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...