Химия
8 класс
Вопрос
Навеску смеси порошкообразных хрома и марганца обработали хлором без нагревания, масса навески при этом увеличилась на 2,13 г. Полученную смесь растворили в воде. Нерастворившийся твердыш остаток отделили и обработали при нагревании концентрированной серной кислотой. Выделившийся газ был поглощен 60 мл 0,2 М раствора перманганата калия. Вычислите массу исходной навески.
Ответ
С хлором без нагревания взаимодействует только марганец, при этом образуется соль $MnCl_{2}$, растворимая в воде. С концентрированной серной кислотой при нагревании взаимодействует хром, причем образуется сульфат хрома(III) и выделяется $SO_{2}$, который и взаимодействует с перманганатом калия:
$Mn + Cl_{2} = MnCl_{2}$;
$2Cr + \underset{конц.}{6H_{2}SO_{4}} \overset{t}{=} Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 3SO_{2} + 6H_{2}O$;
$2KMnO_{4} + 5SO_{2} + 2H_{2}o = K_{2}SO_{4} + 2MnSO_{4} + 2H_{2}SO_{4}$.
Найдем массу марганца:
$n(Cl_{2}) = \frac{2,13 г}{71 г/моль} = 0,03 моль; n(Mn) = n(Cl_{2}) = 0,03 моль$;
$m(Mn) = 0,03 моль \cdot 55 г/моль = 1,65 г$.
Найдем массу хрома:
$n(KMnO_{4}) = 0,2 моль/л \cdot 0,06 л = 0,012 моль$;
$n(SO_{2}) = \frac{5n(KMnO_{4})}{2}; n(SO_{2} ) = \frac{5 \cdot 0,012 моль}{2} = 0,03 моль$;
$n(Cr) = \frac{2n(SO_{2}}{3}; n(Cr) = \frac{2 \cdot 0,03 моль}{3} = 0,02 моль$;
$m(Cr) = 0,02 моль \cdot 52 г/моль = 1,04 г$.
Вычислим массу исходной смеси:
$m(см.) = m(Cr) + m(Mn); m(см.) = 1,04 г + 1,65 г = 2,69 г$.
Ответ: $m(см.) = 2,69 г$.