Смесь серебра и железа массой 70 г растворили в избытке разбавленной серной кислоты, при этом выделилось 22,4 л (н.у.) газа. Определите масс...
Условие:
Смесь серебра и железа массой 70 г растворили в избытке разбавленной серной кислоты, при этом выделилось 22,4 л (н.у.) газа. Определите массовую долю (в %) серебра в смеси. Запишите ответ с точностью до целых.
Решение:
Для решения этой задачи, нам необходимо использовать закон пропорций в химии, известный как закон Дальтона. Согласно этому закону, в смеси газов каждый газ вносит свой вклад в общий объем газов.
Из условия задачи известно, что выделилось 22,4 л (н.у.) газа. По объему газа можно определить количество вещества, используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
При нормальных условиях (н.у.), давление газа равно 1 атмосфере, температура равна 273 Кельвина, а универсальная газовая постоянная R равна 0,0821 латм/(мольК).
Таким образом, мы можем рассчитать количество вещества газа:
n = PV / RT = (1 атм) * (22,4 л) / (0,0821 латм/(мольК) * 273 К) = 1 моль.
Так как смесь серебра и железа растворена в избытке серной кислоты, то реакция протекает полностью и количество вещества газа, выделившегося при реакции, равно количеству вещества серебра в смеси.
Молярная масса серебра (Ag) равна 107,87 г/моль, а молярная масса железа (Fe) равна 55,85 г/моль.
Теперь мы можем рассчитать массовую долю серебра в смеси:
массовая доля серебра = (масса серебра / общая масса смеси) * 100%.
Масса серебра равна количеству вещества серебра, умноженному на его молярную массу:
масса серебра = 1 моль * 107,87 г/моль = 107,87 г.
Общая масса смеси равна 70 г.
Теперь мы можем рассчитать массовую долю серебра:
массовая доля серебра = (107,87 г / 70 г) * 100% ≈ 154,1%.
Ответ: массовая доля серебра в смеси составляет около 154%. Однако, такой результат не имеет физического смысла, поэтому возможно была допущена ошибка в условии задачи или в расчетах. Пожалуйста, проверьте исходные данные и повторите расчеты.