Номер 26, страница 78 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 26, страница 78.

Условие.

26. 3 г сплава меди с серебром растворили в концентрированной азотной кислоте. Раствор выпарили досуха. Сухой остаток растворили в воде и к раствору добавили избыток хлорида натрия. Выпавший осадок отделили от раствора, высушили и взвесили. Масса осадка составила 1,435 г. Определите массовые доли металлов в сплаве.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{сплава}) = 3$ г

$m(\text{осадка}) = m(\text{AgCl}) = 1,435$ г

Найти:

$\omega(\text{Cu})$ - ?

$\omega(\text{Ag})$ - ?

Решение:

1. При растворении сплава в концентрированной азотной кислоте оба металла, медь и серебро, вступают в реакцию с образованием растворимых солей - нитратов:

$Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

$Ag + 2HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow AgNO_3 + NO_2\uparrow + H_2O$

2. После выпаривания раствора, сухой остаток, состоящий из нитрата меди(II) $Cu(NO_3)_2$ и нитрата серебра $AgNO_3$, растворяют в воде. При добавлении к этому раствору избытка хлорида натрия $NaCl$ происходит реакция ионного обмена, в результате которой выпадает нерастворимый в воде осадок хлорида серебра $AgCl$. Хлорид меди(II) $CuCl_2$ растворим, поэтому медь остается в растворе.

$AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

Таким образом, весь осадок массой 1,435 г представляет собой хлорид серебра.

3. Найдем количество вещества (моль) выпавшего осадка $AgCl$. Для этого сначала рассчитаем его молярную массу:

$M(\text{AgCl}) = M(\text{Ag}) + M(\text{Cl}) \approx 108 + 35,5 = 143,5$ г/моль.

Теперь можем найти количество вещества $AgCl$:

$n(\text{AgCl}) = \frac{m(\text{AgCl})}{M(\text{AgCl})} = \frac{1,435 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} = 0,01$ моль.

4. Из уравнений реакций видно, что все серебро из первоначального сплава в итоге перешло в состав хлорида серебра. Стехиометрические коэффициенты в цепочке превращений $Ag \rightarrow AgNO_3 \rightarrow AgCl$ равны 1, поэтому количество вещества серебра в сплаве равно количеству вещества хлорида серебра:

$n(\text{Ag}) = n(\text{AgCl}) = 0,01$ моль.

5. Рассчитаем массу серебра в исходном сплаве:

$m(\text{Ag}) = n(\text{Ag}) \times M(\text{Ag}) = 0,01 \text{ моль} \times 108 \text{ г/моль} = 1,08$ г.

6. Зная массу серебра и общую массу сплава, найдем массу меди:

$m(\text{Cu}) = m(\text{сплава}) - m(\text{Ag}) = 3 \text{ г} - 1,08 \text{ г} = 1,92$ г.

7. Теперь определим массовые доли металлов в сплаве по формуле $\omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{смеси})} \times 100\%$:

Массовая доля серебра:

$\omega(\text{Ag}) = \frac{m(\text{Ag})}{m(\text{сплава})} \times 100\% = \frac{1,08 \text{ г}}{3 \text{ г}} \times 100\% = 0,36 \times 100\% = 36\%$.

Массовая доля меди:

$\omega(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{m(\text{сплава})} \times 100\% = \frac{1,92 \text{ г}}{3 \text{ г}} \times 100\% = 0,64 \times 100\% = 64\%$.

Ответ: массовая доля серебра в сплаве составляет 36%, массовая доля меди - 64%.