15 г смеси железа, алюминия, CuO восстановили водородом. если реакционную смесь об работать HNO3, то выделяется 2,24 л газа, при обработке с соляной кислотой выделяется 6,72 л газа. Определите количественный состав смеси в граммах

Дано:

m смеси = 15 г

V1 (газа) = 2,24 л

V2 (газа) = 6,72 л

Найти:

m (Fe) - ?

m (Al) - ?

m (CuO) - ?

Решение:

1) CuO + H₂ = > Cu + H₂O;

Cu + 4HNO₃ = > Cu (NO₃) ₂ + 2NO₂ ↑ + 2H₂O;

Fe + 2HCl = > FeCl₂ + H₂ ↑;

2Al + 6HCl = > 2AlCl₃ + 3H₂ ↑;

2) n (NO₂) = V1 (газа) / Vm = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль;

3) n (CuO) = n (Cu) = n (NO₂) / 2 = 0,1 / 2 = 0,05 моль;

4) m (CuO) = n (CuO) * M (CuO) = 0,05 * 80 = 4 г;

5) m (Fe, Al) = m смеси - m (CuO) = 15 - 4 = 11 г;

6) Пусть m (Fe) = (х) г, тогда m (Al) = (11 - х) г;

7) n (Fe) = m (Fe) / M (Fe) = (х / 56) моль;

8) n1 (H₂) = n (Fe) = (х / 56) моль;

9) n (Al) = m (Al) / M (Al) = ((11 - х) / 27) моль;

10) n2 (H₂) = n (Al) * 3 / 2 = ((11 - х) / 27) * 3 / 2 = ((11 - х) / 18) моль;

11) n общ. (H₂) = V2 (газа) / Vm = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль;

12) n общ. (H₂) = n1 (H₂) + n2 (H₂);

0,3 = (х / 56) + ((11 - х) / 18);

х = 8,25;

13) m (Fe) = х = 8,25 г;

14) m (Al) = 11 - х = 11 - 8,25 = 2,75 г.

Ответ: Масса Fe составляет 8,25 г; Al - 2,75 г; CuO - 4 г.