Сплав меди и железа обработали концентрированной азотной кислотой. при этом выделилось 2,24 л газа. при обработке такого же количества смеси соляной кислотой выделилось 2,24 л газа.

Question

Сплав меди и железа обработали концентрированной азотной кислотой. при этом выделилось 2,24 л газа. при обработке такого же количества смеси соляной кислотой выделилось 2,24 л газа.

Vadim_65 20.01.2026 14:12

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Для решения задачи необходимо составить уравнения химических реакций для каждого случая и рассчитать количество вещества металлов. 1. Анализ взаимодействия с соляной кислотой ( $H C l cap H cap C l$ ) Соляная кислота — кислота-неокислитель. В ряду напряжений металлов медь ( $C u cap C u$ ) стоит после водорода, поэтому она не реагирует с раствором $H C l cap H cap C l$ . С соляной кислотой реагирует только железо ( $F e cap F e$ ). Уравнение реакции: $F e + 2 H C l F e C l_{2} + H_{2} cap F e plus 2 cap H cap C l right arrow cap F e cap C l sub 2 plus cap H sub 2 up arrow$ Из уравнения видно, что количество вещества железа равно количеству вещества выделившегося водорода: $n (F e) = n (H_{2}) n open paren cap F e close paren equals n open paren cap H sub 2 close paren$ .

Вычислим количество вещества газа (н.у.):
$n (H_{2}) = \frac{V}{V_{m}} = \frac{2, 24}{22, 4} = 0, 1 моль n open paren cap H sub 2 close paren equals the fraction with numerator cap V and denominator cap V sub m end-fraction equals the fraction with numerator 2 comma 24 and denominator 22 comma 4 end-fraction equals 0 comma 1 моль$ Следовательно, количество вещества железа в сплаве:
$n (F e) = 0, 1 моль n open paren cap F e close paren equals 0 comma 1 моль$

2. Анализ взаимодействия с концентрированной азотной кислотой ( $H N O_{3} cap H cap N cap O sub 3$ ) Концентрированная азотная кислота — сильный окислитель. При взаимодействии с металлами она обычно восстанавливается до оксида азота (IV) — $N O_{2} cap N cap O sub 2$ (бурый газ). Важное уточнение: Без нагревания концентрированная $H N O_{3} cap H cap N cap O sub 3$ пассивирует железо, однако в стандартных расчетных задачах такого типа подразумевается полное растворение сплава. В данной реакции участвуют оба металла. Уравнения реакций:

$C u + 4 H N O_{3} (к о н ц .) C u (N O_{3})_{2} + 2 N O_{2} +2 H_{2} O cap C u plus 4 cap H cap N cap O sub 3 open paren к о н ц point close paren right arrow cap C u open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 2 plus 2 cap N cap O sub 2 up arrow positive 2 cap H sub 2 cap O$ $F e + 6 H N O_{3} (к о н ц .) F e (N O_{3})_{3} + 3 N O_{2} +3 H_{2} O cap F e plus 6 cap H cap N cap O sub 3 open paren к о н ц point close paren right arrow cap F e open paren cap N cap O sub 3 close paren sub 3 plus 3 cap N cap O sub 2 up arrow positive 3 cap H sub 2 cap O$

Вычислим общее количество вещества выделившегося газа ( $N O_{2} cap N cap O sub 2$ ): $n (N O_{2})_{о б щ} = \frac{2, 24}{22, 4} = 0, 1 моль n open paren cap N cap O sub 2 close paren sub о б щ end-sub equals the fraction with numerator 2 comma 24 and denominator 22 comma 4 end-fraction equals 0 comma 1 моль$ 3. Расчет состава сплава Из первого этапа мы уже знаем, что $n (F e) = 0, 1 моль n open paren cap F e close paren equals 0 comma 1 моль$ . Согласно уравнению реакции железа с азотной кислотой, количество газа, приходящееся на железо: $n (N O_{2})_{о т F e} = 3 \cdot n (F e) = 3 \cdot 0, 1 = 0, 3 моль n open paren cap N cap O sub 2 close paren sub о т cap F e end-sub equals 3 center dot n open paren cap F e close paren equals 3 center dot 0 comma 1 equals 0 comma 3 моль$ Обнаружение противоречия в условии: По условию задачи при обработке азотной кислотой выделилось всего 0,1 моль газа ( $2, 24 2 comma 24$ л). Однако только одно железо, содержащееся в этом образце (количество которого мы определили по реакции с $H C l cap H cap C l$ ), должно было выделить 0,3 моль газа. Это означает одно из двух:

Железо в концентрированной азотной кислоте пассивировалось (реакция не пошла), и весь объем газа ( $2, 24 2 comma 24$ л) выделился только за счет меди. В условии задачи допущена опечатка в объемах газов или концентрации кислот.

Если предположить пассивацию железа: Вся порция $N O_{2} cap N cap O sub 2$ (0,1 моль) получена из меди. По уравнению: $n (C u) = \frac{1}{2} n (N O_{2}) = 0, 05 моль n open paren cap C u close paren equals one-half n open paren cap N cap O sub 2 close paren equals 0 comma 05 моль$ . Итоговые массы металлов в навеске (при условии пассивации $F e cap F e$ ):

Масса железа: $m (F e) = 0, 1 моль \cdot 56 г/моль = 5, 6 г m open paren cap F e close paren equals 0 comma 1 моль center dot 56 г/моль equals 5 comma 6 г$ Масса меди: $m (C u) = 0, 05 моль \cdot 64 г/моль = 3, 2 г m open paren cap C u close paren equals 0 comma 05 моль center dot 64 г/моль equals 3 comma 2 г$ Общая масса сплава: $5, 6 + 3, 2 = 8, 8 г 5 comma 6 plus 3 comma 2 equals 8 comma 8 г$

Я могу рассчитать массовые доли металлов в этом сплаве, если это необходимо.

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов