Шешімі: Разложение нитрата серебра
При нагревании образца нитрата серебра часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 88 г. К этому остатку добавили 200 г 20%-ного раствора соляной кислоты. При этом образовался раствор массой 205,3 г с массовой долей соляной кислоты 15,93%. Определите объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся в результате частичного разложения нитрата серебра.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Шешім по шагам
11 қадамПри нагревании нитрат серебра разлагается с образованием серебра, диоксида азота и кислорода:
$$\mathrm{2AgNO_3 \xrightarrow{t} 2Ag + 2NO_2\uparrow + O_2\uparrow}$$Нитрат серебра, оставшийся в твёрдом остатке, реагирует с соляной кислотой:
$$\mathrm{AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3}$$Масса HCl в исходном растворе равна:
$$m_0(\mathrm{HCl}) = 200\ \mathrm{г} \cdot 0{,}20 = 40\ \mathrm{г}$$Масса HCl в образовавшемся растворе равна:
$$m_1(\mathrm{HCl}) = 205{,}3\ \mathrm{г} \cdot 0{,}1593 = 32{,}70\ \mathrm{г}$$Масса и количество HCl, вступившего в реакцию:
$$m(\mathrm{HCl}) = 40 - 32{,}70 = 7{,}30\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{HCl}) = \frac{7{,}30\ \mathrm{г}}{36{,}5\ \mathrm{г/моль}} = 0{,}200\ \mathrm{моль}$$По уравнению реакции количество нитрата серебра, оставшегося после разложения, равно 0,200 моль. Тогда масса образовавшегося хлорида серебра:
$$n(\mathrm{AgCl}) = 0{,}200\ \mathrm{моль};\quad m(\mathrm{AgCl}) = 0{,}200\ \mathrm{моль} \cdot 143{,}5\ \mathrm{г/моль} = 28{,}7\ \mathrm{г}$$В твёрдом остатке находятся серебро и непрореагировавший нитрат серебра. Масса серебра определяется по разности массы остатка и массы оставшегося нитрата серебра и может быть найдена также из материального баланса осадка и раствора. Масса оставшегося нитрата серебра равна:
$$m(\mathrm{AgNO_3}) = 0{,}200\ \mathrm{моль} \cdot 170\ \mathrm{г/моль} = 34{,}0\ \mathrm{г}$$Масса серебра в остатке:
$$m(\mathrm{Ag}) = 88{,}0 - 34{,}0 = 54{,}0\ \mathrm{г}$$Количество серебра, образовавшегося при разложении:
$$n(\mathrm{Ag}) = \frac{54{,}0\ \mathrm{г}}{108\ \mathrm{г/моль}} = 0{,}500\ \mathrm{моль}$$По уравнению разложения количество вещества разложившегося нитрата серебра равно количеству образовавшегося серебра: $n(\mathrm{AgNO_3})=0{,}500\ \mathrm{моль}$. Поэтому образовалось $0{,}500$ моль $\mathrm{NO_2}$ и $0{,}250$ моль $\mathrm{O_2}$.
$$n(\mathrm{газов}) = n(\mathrm{NO_2}) + n(\mathrm{O_2}) = 0{,}500 + 0{,}250 = 0{,}750\ \mathrm{моль}$$При нормальных условиях молярный объём газа равен $22{,}4\ \mathrm{л/моль}$.
$$V(\mathrm{газов}) = 0{,}750\ \mathrm{моль} \cdot 22{,}4\ \mathrm{л/моль} = 16{,}8\ \mathrm{л}$$Объём смеси газов при н.у. равен $16{,}8\ \mathrm{л}$.
Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Учитывают только объём диоксида азота и не учитывают кислород.
Используют массу исходного раствора HCl вместо массы HCl в растворе.
Путают коэффициенты в уравнении разложения нитрата серебра.
Не учитывают, что в твёрдом остатке находятся и серебро, и непрореагировавший нитрат серебра.