Химия
8 класс
Вопрос
Смесь порошков магния и железа массой 6,24 г разделили на две равные части. Одну часть сожгли в кислороде и получили 4,72 г продуктов сгорания. Вторую сожгли на воздухе и к продуктам сгорания (их масса оказалась равной 4,52 г) прилили раствор гидроксида натрия. Какой газ и в каком объеме выделился при этом? Приведите уравнения химических реакций.
Ответ
В кислороде оба металла сгорают однозначно:
2Mg+O2=2MgO,3Fe+2O2=Fe3O4.
Пусть магния было x моль, железа y моль, тогда масса смеси
24x+56y=6,24:2=3,12;
масса продуктов сгорания
40x+2323y=4,72.
Решая систему уравнений, находим
x=0,06 моль магния;
y=0,03 моль железа.
В воздухе магний частично реагирует с азотом, образуя нитрид магния:
2Mg+O2=2MgO,3Mg+N2=Mg3N2;
3Fe+2O2=Fe3O4
Пусть с азотом прореагировало z моль магния, а с кислородом (0,06−z) моль магния; тогда массу продуктов сгорания можно выразить следующим образом:
4,52=(NULL,06−z)⏟MgO40+z3⋅100Mg3N2+2323⋅0,03⏟Fe3O4;
отсюда z=0,03 моль.
Из 0,03 моль машин образуется 0,01 моль нитрида магния, а из него под действием щелочного раствора выделяется 0,02 моль аммиака:
Mg3N20,01моль+3H2O=3Mg(OH)2+2NH30,02моль↑
Объем аммиака V=0,02 моль ⋅22,4 л/моль =0,448 л (н. у.).