Дано:
- Масса оксида свинца(II): m(PbO) = 22,3 г
- Объем газов при нормальных условиях: V(газов) = 6,72 л
Найти:
- Массу исходной смеси нитратов натрия и свинца(II).
Решение:
1) Запишем уравнения химических реакций:
2NaNO3 -> 2NaNO2 + O2 (1)
2Pb(NO3)2 -> 2PbO + 4NO2 + O2 (2)
2) Определим количество вещества оксида свинца(II):
Молярная масса PbO = 207 + 16 = 223 г/моль.
n(PbO) = m(PbO) / M(PbO) = 22,3 г / 223 г/моль ≈ 0,1 моль.
Согласно уравнению (2), 2 моль Pb(NO3)2 дают 2 моль PbO. Следовательно,
n(Pb(NO3)2) = n(PbO) = 0,1 моль.
Определим количество вещества NO2 и O2 в реакции (2):
Из уравнения (2) видно, что 2 моль Pb(NO3)2 дают 4 моль NO2 и 1 моль O2.
Поэтому:
n(NO2) = 0,1 * 4 = 0,2 моль,
n(O2) = 0,1 * 0,5 = 0,05 моль.
3) Теперь определим общее количество газов, выделившихся при нагревании:
V(газов) = 6,72 л соответствует количеству вещества газов:
n(газов) = V(газов) / 22,4 л/моль = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль.
Из этих 0,3 моль газов:
- 0,2 моль — это NO2 из реакции (2),
- 0,05 моль — это O2 из реакции (2).
Следовательно, в реакции (1) выделилось:
n(O2, реакция 1) = n(газов) - n(NO2) - n(O2) = 0,3 - 0,2 - 0,05 = 0,05 моль.
Теперь определим количество вещества нитрата натрия:
Согласно уравнению (1):
n(NaNO3) = 0,05 * 2 = 0,1 моль.
4) Рассчитаем массы исходных веществ и массу смеси:
Молярная масса NaNO3 = 23 + 14 + 3*16 = 85 г/моль.
m(NaNO3) = n(NaNO3) * M(NaNO3) = 0,1 моль * 85 г/моль = 8,5 г.
Молярная масса Pb(NO3)2 = 207 + 2*(14 + 3*16) = 331 г/моль.
m(Pb(NO3)2) = n(Pb(NO3)2) * M(Pb(NO3)2) = 0,1 моль * 331 г/моль = 33,1 г.
Теперь найдем общую массу смеси:
m(смеси) = m(NaNO3) + m(Pb(NO3)2) = 8,5 г + 33,1 г = 41,6 г.
Ответ: m(смеси) = 41,6 г.