дано:
- масса смеси: 43,9 г
- массовая доля металла в смеси: 44,42%
- масса раствора гидроксида натрия: 119,6 г
- массовая доля щелочи в растворе: 20%
найти:
- металл
- массовые доли солей в полученном растворе
решение:
1. Найдем массу металла в смеси:
Масса металла = 43,9 г * 0,4442 = 19,52 г.
2. Определим массу оставшихся компонентов смеси:
Масса остальных соединений (нитрат + карбонат) = 43,9 г - 19,52 г = 24,38 г.
3. Обозначим металл как M, тогда:
- Нитрат металла: M(NO3)n
- Карбонат металла: MCO3
4. Из условия задачи известно, что двойное молярное количество карбоната, то n = 2.
Следовательно, имеем:
- Молярная масса нитрата = M + 62 (для NO3)
- Молярная масса карбоната = M + 60 (для CO3)
5. Составим уравнение для смеси:
19,52 = x * (M + 62) + 24,38 - x * (M + 60), где x – моль карбоната.
6. Упрощаем уравнение:
19,52 = x * (M + 62) + (24,38 - x) * (M + 60)
7. Теперь найдем газ, выделяющийся при прокаливании:
Образуется CO2 и NOx.
8. Прокаливание приводит к образованию оксидов, которые реагируют с NaOH:
Например, если оксидом является M2O3, реакция будет:
M2O3 + 6NaOH → 2M(OH)3 + 3H2O.
9. Рассчитаем массу NaOH в растворе:
Масса щелочи = 119,6 г * 0,2 = 23,92 г.
10. Определим количество образованного M(OH)3:
Используем формулу для расчета массы продукта:
Если M имеет атомную массу 23 (пример), то:
Молярная масса M(OH)3 = 23 + 3 * 17 = 23 + 51 = 74 г/моль.
11. Количество M(OH)3 = 23,92 г / 74 г/моль = 0,323 моль.
12. Теперь находим массовую долю солей в полученном растворе. Сначала определяем общую массу растворенных веществ:
Общая масса = масса NaOH + масса M(OH)3 = 23,92 г + (0,323 * 74) г = 23,92 г + 23,902 г ≈ 47,82 г.
13. Массовая доля M(OH)3 = (масса M(OH)3 / масса раствора) * 100% = (23,902 / 119,6) * 100% ≈ 19,98%.
ответ:
Металл - натрий (Na). Массовые доли солей в растворе: NaOH - 20%, M(OH)3 - примерно 19,98%.