Дано:
1. Масса смеси: m(смеси) = 43,6 г.
2. Масса твердого остатка после реакции: m(остатка) = 35,8 г.
3. Объем выделившегося газа: V(gas) = 5,6 л (при нормальных условиях, n = V / Vm, где Vm = 22,4 л/моль).
Найти:
Массовые доли меди (Cu), нитрата серебра (AgNO3) и нитрата калия (KNO3) в исходной смеси.
Решение:
1. Определим массу газа, выделившегося в результате реакции:
m(gas) = m(смеси) - m(остатка) = 43,6 г - 35,8 г = 7,8 г.
2. Найдем количество вещества газа, используя его объем:
n(gas) = V(gas) / Vm = 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль.
3. Предположим, что в результате реакции выделяется газ:
- В результате реакции меди с нитратом серебра образуется ацетат меди и газообразные продукты, в том числе NO и NO2.
- Нитрат калия может также участвовать в реакции, образуя KNO2 и выделяя газ.
4. Предположим, что выделившийся газ состоит из газов, которые образуются в результате всех реакций.
5. Исходя из уравнений реакций:
- Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↑.
- 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2↑.
- KNO3 → KNO2 + O2↑.
6. Определим, какое количество вещества каждого компонента участвует в реакции. Обозначим массы компонентов:
- m(Cu) = x.
- m(AgNO3) = y.
- m(KNO3) = z.
Тогда:
x + y + z = 43,6 г.
7. Напишем уравнение для массы остатка:
- После реакции остаются только соли и металлы.
- m(остатка) = m(Cu) + m(Ag) + m(KNO2).
- Здесь m(Ag) может быть определена по количеству образовавшегося газа.
8. Количество образовавшегося газа составляет 0,25 моль. Предположим, что это весь выделившийся газ. Определим, какое количество нитратов могло привести к этому количеству газа.
9. Напишем уравнение для молей:
- n(Cu) + n(AgNO3) + n(KNO3) = n(gas).
10. Определим массу каждого компонента в смеси:
- m(Cu) = 63,55 г/моль,
- m(AgNO3) = 169,87 г/моль,
- m(KNO3) = 101,1 г/моль.
11. Подставим массы в уравнения, чтобы решить систему.
12. Найдем массовые доли:
w(Cu) = m(Cu) / m(смеси),
w(AgNO3) = m(AgNO3) / m(смеси),
w(KNO3) = m(KNO3) / m(смеси).
Ответ:
Массовые доли в исходной смеси:
- w(Cu) = m(Cu) / 43,6 г.
- w(AgNO3) = m(AgNO3) / 43,6 г.
- w(KNO3) = m(KNO3) / 43,6 г.