Химия
8 класс
Вопрос
При прокаливании смеси, содержащей равные количества вещества гидроксида, карбоната и нитрата двухвалентного металла, масса смеси уменьшилась на 25,5 г. Определите металл, входящий в состав соединений, а также массу смеси, если смесь не содержит примесей, а массовая доля металла в ней равна 46,83 %.
Ответ
Обозначим молярную массу металла через $x$, а количество вещества каждого компонента смеси - через $y$. Так как металл двухвалентен, а количества веществ в смеси равны, то масса металла равна $3xy$ (г).
Выразим массу исходной смеси:
$m(исх. см.) = m(Me(OH)_{2}) + m(Me(NO_{3})_{2}) + m(MeCO_{3})$;
$m(исх. см.) = y(x + 34) + y(x + 124) + y(x + 60)$;
$m(исх. см.) = 3xy + 218y$.
Определим металл:
$w(Me) = \frac{m(Me)}{m(исх. см.)}; 0,4683 = \frac{3xy}{3xy + 218y}$.
Решая это уравнение, получаем $x = 64$, следовательно, металл - медь.
Напишем уравнения реакций:
$Cu(OH)_{2} \overset{t}{=} CuO + H_{2}O$; (1)
$2Cu(NO_{3})_{2} \overset{t}{=} 2CuO + 4NO_{2} + O_{2}$; (2)
$CuCO_{3} \overset{t}{=} CuO + CO_{2}$. (3)
Найдем массу исходной смеси.
Так как масса смеси уменьшилась за счет образования газообразных продуктов реакции, то:
$m(исх. см.) = m(кон. см.) + 25,5$;
$m(исх. см.) = y \cdot 98 + y \cdot 188 + y \cdot 124; m(исх. см.) = 410y$;
$m(кон. см.) = m_{1}(CuO) + m_{2}(CuO) + m_{3}(CuO)$;
$m(кон. см.) = y \cdot 80 + y \cdot 80 + y \cdot 80; m(кон. см.) = 240y$;
$410y = 240y + 25,5; y = 0,15$.
Следовательно, в смеси было по 0,15 моль веществ. Найдем ее массу:
$m(исх. см.) = 0,15 \cdot 410 = 61,5 (г)$.
Ответ: $Cu$; $m(исх. см.) = 61,5 г$.