Химия
8 класс
Вопрос
Смесь металла с его оксидом полностью восстановили водородом, а продукт реакции растворили в разбавленной серной кислоте. Объем выделившегося при этом водорода равен объему водорода, пошедшего на восстановление исходной смеси (объемы измерены при одинаковых условиях). Какие металлы и оксиды удовлетворяют условию задачи? Приведите примеры таких смесей, рассчитайте в этих примерах молярные соотношения металла и его оксида.
Ответ
Смесь должна удовлетворять следующим условиям: а) металл должен реагировать с разбавленной серной кислотой, а его оксид - полностью восстанавливаться водородом; б) металл в оксиде должен иметь большую положительную степень окисления, чем в сульфате, полученном при реакции металла с H2SO4.
Примеры смесей
1) Sn и SnO2.
SnO2+2H2=Sn+2H2O;
Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑.
Молярное соотношение 1:1.
2) Fe и Fe2O3.
Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O;
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.
1 моль Fe2O3 при восстановлении образует 2 моль Fe, при растворении которых в H2SO4 образуется 2 моль H2. 1 моль Fe при растворении в H2S04 образует 1 моль водорода. Всего образуется 3 моль H2. Следовательно, молярное отношение металла и оксида в смеси 1:1.
3) Fe и Fe3O4.
Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O;
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.
1 моль Fe3O4 образует 3 моль Fe,
3 моль Fe восстанавливают 3 моль H2 из H2SO4.
Поэтому молярное отношение металла и оксида в смеси 1:1.