6.402. При растворении 2,8 г сплава меди и серебра в концентрированной азотной кислоте образовалось 5,28 г смеси нитратов. Определите массовые доли металлов в смеси.

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

Ag + 2HNO₃ = AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O

Пусть эта навеска сплава содержит x моль Cu и y моль Ag.Тогда:

2,8 = 64x + 108y

5,28 = 188x + 170y

x = (2,8 – 108y)/64

5,28 = 188*(2,8 – 108y)/64 + 170y

5,28 = 8,225 – 147,25y

147,25y = 2,945

y = 0,02

x = 0,01

m(Cu) = 0,01*64 = 0,64 г

ω(Cu) = (0,64/2,8)*100% = 22,86%

ω(Ag) = 100 – 22,86 = 77,14%

Ответ: ω(Cu) = 22,86%, ω(Ag) = 77,14%

7.154. Вычислите объем горячего 32%-ного гидроксида калия (плотность 1,31 г/мл), который потребуется для реакции с хлором, находящимся в баллоне вместимостью 5,7 л при температуре 10 °С и давлении 895 мм. рт. ст.

895 мм. рт. ст. = 119323,19 Па

pV = nRT

n = pV/RT = 119323,19*0,0057/(8,314*283) = 0,289 моль

3Cl₂ + 6KOH = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

n(KOH) = 2n(Cl₂) = 0,578 моль

m(KOH) = 0,578*56 = 32,4 г

m(KOH, 32%) = 32,4*100/32 = 101,25 г

V(KOH, 32%) = 101,25/1,31 = 77,3 мл

Ответ: 77,3 мл

7.237. При разложении 40 г перманганата калия, содержащего 21% минеральных примесей, образовалось 37,44 г твердого остатка. Определите его состав.

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Масса навески уменьшилась на 40 – 37,44 = 2,56 г.

n(O₂) = 2,56/32 = 0,08 моль

n(K₂MnO₄) = n(MnO₂) = 0,08 моль

m(K₂MnO₄) = 0,08*197 = 15,76 г

m(MnO₂) = 0,08*87 = 6,96 г

m(примесей) = 37,44 – 15,76 – 6,96 = 14,72 г

Ответ: m(K₂MnO₄) = 15,76 г, m(MnO₂) = 6,96 г, m(примесей) = 14,72 г

7.254. Смесь серы с цинком прокалили и внесли в разбавленную серную кислоту. Продукт реакции полностью растворился, при этом выделилось 8,96 л газа (н. у.), который пропустили через раствор нитрата свинца (II), в результате выпал осадок массой 47,8 г. Рассчитайте массовые доли серы и цинка в исходной смеси.

Zn + S = ZnS

ZnS + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂S↑

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

Pb(NO₃)₂ + H₂S = PbS↓ + 2HNO₃

n(H₂) + n(H₂S) = 8,96/22,4 = 0,4 моль

n(Zn) = n(H₂) + n(H₂S) = 0,4 моль

n(PbS) = 47,8/239 = 0,2 моль

n(S) = n(PbS) = 0,2 моль

m(Zn) = 0,4*65 = 26 г

m(S) = 0,2*32 = 6,4 г

ω(Zn) = (26/(26 + 6,4))*100% = 80,25%

ω(S) = 100 – 80,25 = 19,75%

Ответ: ω(Zn) = 80,25%, ω(S) = 19,75%

7.255. Определите объем раствора с массовой долей сульфида натрия 8% (плотность 1,1 г/мл), который потребуется для полного осаждения меди из раствора, полученного обработкой хлороводородной кислотой продукта прокаливания на воздухе 12,8 г меди.

2Cu + O₂ = 2CuO

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

CuCl₂ + Na₂S = CuS↓ + 2NaCl

n(Cu) = 12,8/64 = 0,2 моль

n(Na₂S) = n(Cu) = 0,2 моль

m(Na₂S) = 0,2*78 = 15,6 г

m(Na₂S, 8%) = 15,6*100/8 = 195 г

V(Na₂S, 8%) = 195/1,1 = 177,3 мл

Ответ: 77,3 мл

7.267. Определите массу 10%-ного олеума и 60%-ного раствора серной кислоты, необходимых для приготовления 480 г 90%ого раствора кислоты.

m(H₂SO₄) = 480*0,9 = 432 г

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Пусть масса олеума x г, а масса 60%-ного раствора серной кислоты y г.

x + y = 480

432 = 0,6y + 0,9x + 0,1x*(98/80) = 0,6y + 1,0225x

x = 480 – y

432 = 0,6y + 1,0225(480 - y) = -0,4225y + 490,8

y = 139,2

x = 340,8

Ответ: 340,8 г олеума, 139,2 г 60%-ного раствора серной кислоты

7.276. После сжигания 73,6 г халькопирита CuFeS₂ в 400 л воздуха (н. у.) образовались сульфид меди (I), оксид железа (III), сернистый газ. Определите процентный состав образовавшейся газовой смеси.

2CuFeS₂ + 6O₂ = Cu₂O + Fe₂O₃ + 4SO₂

n(CuFeS₂) = 73,6/184 = 0,4 моль

Воздух = 78% N₂, 21% O₂

n(воздух) = 400/22,4 = 17,9 моль

n(N₂) = 17,9*0,78 = 14,0 моль

n(SO₂) = 2n(CuFeS₂) = 0,8 моль

n(O₂ прореаг.) = 3n(CuFeS₂) = 1,2 моль

n(газовой смеси) = 17,9 + 0,8 – 1,2 = 17,5 моль

x(N₂) = (14/17,5)*100% = 80%

x(SO₂) = (0,8/17,5)*100% = 4,6%

x(O₂) = 100 – 80 – 4,6 = 15,4%

Ответ: x(N₂) = 80%, x(SO₂) = 4,6%, x(O₂) = 15,4%

7.306. В две пробирки положили по одинаковому кусочку цинка, а затем прилили некоторое количество 30%-ной азотной кислоты и такое же количество воды. В первую пробирку сначала налили воду, а затем медленно приливали кислоту, во вторую – сначала налили кислоту, а затем медленно приливали воду. Какие вещества образовались? Как доказать различие содержимого пробирок после окончания реакций?

Во втором случае цинк реагировал с очень разбавленной азотной кислотой, что приводит к восстановлению азота до NH₄⁺, а не до NO или NO₂, которые удаляются из растовра. Доказать наличие NH₄⁺ во втором растворе можно добавив щелочи к этому раствору и поднеся к пробирке смоченную водой полоску универсальной индикаторной бумаги или фильтровальную бумажку, смоченную подкисленным серной кислотой раствором KMnO₄. Универсальная индикаторная бумага посинеет, а фильтровальная бумага обесцветится. Если повторить те же операции над первым раствором – ничего не произойдет.