Химия
8 класс
Вопрос
Смесь железа и магния обработали концентрированной серной кислотой и собрали газ объемом 1,68 л (н. у.). Нерастворившийся остаток отделили и обработали разбавленной азотной кислотой, при этом остаток полностью растворился. Полученный раствор осторожно выпарили, соль прокалили. Масса твердого остатка составила 12 г. Определите количественное соотношение металлов в смеси.
Ответ
Железо при обычных условиях с концентрированной серной кислотой не взаимодействует, но растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата железа(III):
$4Mg + \underset{конц.}{5H_{2}SO_{4}} = 4MgSO_{4} + H_{2}S \uparrow + 4H_{2}O$;
$Fe + \underset{разб.}{4HNO_{3}} = Fe(NO_{3})_{3} + NO \uparrow + 2H_{2}O$;
$4Fe(NO_{3})_{3} \overset{t}{=} 2Fe_{2}O_{3} + 12NO_{2} \uparrow + 3O_{2} \uparrow$.
Вычислим количество вещества магния:
$n(H_{2}S) = \frac{1,68 л}{22,4 л/моль} = 0,075 моль$;
$n(Mg) = 4n(H_{2}S) = 0,3 моль$.
Вычислим количество вещества железа:
$n(Fe_{2}O_{3}) = \frac{12 г}{160 г/моль} = 0,075 моль$;
$n(Fe(NO_{3} )_{3} ) = 2n(Fe_{2}O_{3}) = 0,15 моль$;
$n(Fe) = n(Fe(NO_{3})_{3}) = 0,15 моль$.
Определим соотношение металлов в смеси:
$n(Fe) : n(Mg) = 0,15 : 0,3 = 1:2$.
Ответ: $n(Fe) : n(Mg) =1:2$.