Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Получение и химические свойства металлов

УРОВЕНЬ В

1. На 2 г смеси, состоящей из Fe, FeO, Fe₂O₃подействовали хлороводородной кислотой. При этом выделилось 224 см³ (при н.у.) водорода, а при восстановлении 2 г исходной смеси до металла водородом получено 0,45 г воды. Определить состав исходной смеси (% масс.).

Дано: M_смеси = 2 г	РЕШЕНИЕ: При взаимодействии смеси с хлороводородной кислотой протекают реакции: FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O (12.4) Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O (12.5) Водород выделяется лишь за счет реакции: Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑ (12.6)
ω -? ω -? ω -?

Cоставляем пропорцию для реакции (12.6):

вытесняет 22,4 л H₂56 г Fe вытесняет 22,4 л Н₂

- 0,224 л H₂ - 0,224 л Н₂

= 0,56 г

где

= 56 г/моль масса оксидов равна: + = 2 – 0,56 = 1,44 г

При восстановлении смеси FeO и Fe₂O₃водородом протекают реакции

FeO + H₂ = Fe + H₂O (12.7)

Fe₂O₃+ 3H₂ = 2Fe + 3H₂O (12.8)

Составляем пропорцию для уравнения (12.7)

- 72 г/моль - 18 г/моль

- -

Откуда = = 0,25

Составляем пропорцию для уравнения (12.8)

- 160 г/моль - 3·18 г/моль

- -

Откуда = = 0,337

По условию задачи

+ = 0,25 + 0,337 = 0,45 г

Составляем систему уравнений

+ = 1,44 г

0,25 + 0,337 = 0,45 г

Выражаем из первого уравнения

= 1,44 - и подставляем во второе уравнение

0,25·(1,44 - ) + 0,337 = 0,45 г

0,09 = 0,087

Откуда = 1,03 г, а = 1,44 – 1,03 = 0,41 г

Определяем состав исходной смеси:

Ответ: состав смеси: 28% - Fe, 20,5% - FeO, 51,5% - Fe₂O₃

2. Составить схему получения металлического кадмия из 10 г смеси оксидов CdO и ZnO. В качестве растворителя оксидов использовать разбавленную серную кислоту. Определить состав смеси (% мас.) и массу полученного кадмия, если в качестве восстановителя CdO использовали СО, а объем образовавшегося СО₂ составляет 300 см³ (н.у.)

Дано: M = 10 г V = 300 см³	РЕШЕНИЕ: Составляем схему разделения оксидов и записываем уравнения реакций по стадиям: 1. Растворение оксидов кадмия и цинка в H₂SO₄: CdO + H₂SO₄ = CdSO₄ + H₂O (12.9) ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O (12.10)
ω -? ω -? m -?

2. Осаждение гидроксидов кадмия и цинка гидроксидом натрия при стехиометрическом соотношении солей и гидроксида натрия:

CdSO₄ + 2NaOH = Cd(OH)₂↓ + Na₂SO₄(12.11)

ZnSO₄ + 2NaOH = Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄ (12.12)

3. Растворение амфотерного гидроксида цинка в избытке щелочи:

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] (12.13)

избыток растворимая соль

Так как Na₂[Zn(OH)₄] - растворимая соль, то в осадке остается только гидроксид кадмия.

4. Отделение осадка Cd(OH)₂ от раствора фильтрацией, промывка, сушка.

5. Разложение осадка Cd(OH)₂ при нагревании:

Cd(OH)₂ СdO + H₂O↑ (12.14)

6. Восстановление CdO оксидом углерода (II) при нагревании:

CdO + CO Cd + CO₂(12.15)

М - 22,4 л

m - V₀(СО₂)

откуда m = = 1,5 г

где М = 112,4 г/моль

Определяем содержание СdO в смеси по уравнению (12.16)

M ― M

m ― m

128,4г ― 112,4 г

m ― 1,5 г

где M = 128,4 г/моль,

откуда m = = 1,71 г

Определяем ω = = ·100 = 17,1%

ω = 100 – 17,1 = 82,9%

Ответ: состав смеси ZnO - 82,9%, CdO - 17,1%, m = 1,5 г.

3. При растворении 0,5 г алюминиевой бронзы, состоящей из меди и алюминия, в хлороводородной кислоте выделилось 43,56 см³ водорода, собранного над водой и измеренного при 300К и 740 мм рт. ст. Давление паров воды при 300К равно 26,74 мм рт. ст. Определить состав сплава (% мас.)

Дано:

= 0,5 г HCl - растворитель V

= 43,56 см³ Т = 300 К Р = 740 мм рт.ст. Р

= 26,74 мм рт.ст.

РЕШЕНИЕ:

В соответствии со следствием из ряда стандартных электродных потенциалов металлов в хлороводородной кислоте могут растворяться только те металлы, у которых

< 0.