Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 47690
i

Есть не­ко­то­рая смесь цин­ко­во­го и же­лез­но­го по­рош­ков. Из­вест­но, что мас­со­вая доля элек­тро­нов цинка со­став­ля­ет 53,57% от общей массы элек­тро­нов в смеси цин­ко­во­го и же­лез­но­го по­рош­ка. Дан­ную смесь об­ра­бо­та­ли азот­ной кис­ло­той сред­ней кон­цен­тра­ции в ре­зуль­та­те чего вы­де­лил­ся толь­ко один бес­цвет­ный га­зо­об­раз­ный про­дукт. По­лу­чен­ный газ под­верг­ли воз­дей­ствию чи­сто­го кис­ло­ро­да в ре­зуль­та­те чего по­лу­чи­ли 37,33 л (н. у.) окра­шен­но­го газа, пред­став­ля­ю­ще­го собой ин­ди­ви­ду­аль­ное ве­ще­ство. Рас­счи­тай­те массу ис­ход­ной смеси по­рош­ков и мас­со­вую долю цинка в ней.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  За­пи­шем урав­не­ния ре­ак­ций:

1)  \ChemForm3Zn плюс 8HNO_3 = 3Zn левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 плюс 2NO\uparrow плюс 4H_2O;

2)  \ChemFormFe плюс 4HNO_3 = Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _3 плюс NO\uparrow плюс 2H_2O;

3)  \ChemForm2NO плюс O_2 = 2NO_2\uparrow.

2.  Опре­де­лим ко­ли­че­ства ве­ществ ме­тал­лов в смеси. Пусть \nu\rm левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка = x моль, \nu\rm левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка = y моль. Най­дем ко­ли­че­ство ве­ще­ства окра­шен­но­го газа (ди­ок­си­да азота):

\it \nu\rm левая круг­лая скоб­ка NO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 37,33/22,4 = 1,67 моль.

Ис­хо­дя из урав­не­ния (3):

\it \nu\rm левая круг­лая скоб­ка NO пра­вая круг­лая скоб­ка _сумм = \it\nu\rm левая круг­лая скоб­ка NO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 1,67 моль.

Со­глас­но урав­не­ни­ям (1) и (2):

\it \nu\rm левая круг­лая скоб­ка NO пра­вая круг­лая скоб­ка _1 = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби x моль, \it\nu\rm левая круг­лая скоб­ка NO пра­вая круг­лая скоб­ка _2 = y моль;

 дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби x плюс y = 1,67.

Рас­счи­та­ем ко­ли­че­ство элек­тро­нов в ис­ход­ной смеси:

\nu\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка = 30x моль, \nu\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка = 26y моль.

Тогда мас­со­вая доля элек­тро­нов цинка в смеси будет равна:

 дробь: чис­ли­тель: \it m\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: \it m\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка плюс \it m\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = 0,5357;

 дробь: чис­ли­тель: \it\nu\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: \it\nu\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка плюс \it\nu\rm_\bar e левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = 0,5357;

 дробь: чис­ли­тель: 30x, зна­ме­на­тель: 30x плюс 26y конец дроби = 0,5357;

30x = 0,5357 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 30x плюс 26y пра­вая круг­лая скоб­ка ;

30x = 16,071x плюс 13,9282y;

13,929x = 13,9282y;

x=y;

 си­сте­ма вы­ра­же­ний дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби x плюс y =1,67, x=y конец си­сте­мы ;

1,67x=1,67;

x=1=y.

Сле­до­ва­тель­но, \nu\rm левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 моль, \nu\rm левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 моль, тогда \it m\rm левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка = 65 г, \it m\rm левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка = 56 г.

3.  Най­дем массу ис­ход­ной смеси по­рош­ков и мас­со­вую долю цинка в ней:

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 моль;

 \nu\rm левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 моль;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка = 65 г;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка Fe пра­вая круг­лая скоб­ка = 56 г;

\it\omega\rm левая круг­лая скоб­ка Zn пра­вая круг­лая скоб­ка = 65/ левая круг­лая скоб­ка 65 плюс 56 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 100\% = 53,7\%.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ответ пра­виль­ный и пол­ный, со­дер­жит все на­зван­ные выше эле­мен­ты4
Пра­виль­но за­пи­са­ны три эле­мен­та от­ве­та3
Пра­виль­но за­пи­са­ны два эле­мен­та от­ве­та2
Пра­виль­но за­пи­сан один эле­мент от­ве­та1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл4
Раздел кодификатора ФИПИ:
5.1 Расчёты массы ве­ще­ства или объёма газов по из­вест­но­му ко­ли­че­ству ве­ще­ства, массе или объёму од­но­го из участ­ву­ю­щих в ре­ак­ции ве­ществ;
5.4 Расчёты массы (объёма, ко­ли­че­ства ве­ще­ства) про­дук­тов ре­ак­ции, если одно из ве­ществ дано в из­быт­ке (имеет при­ме­си);
5.7 Расчёты с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­ня­тий «мас­со­вая доля», «мо­ляр­ная кон­цен­тра­ция», «рас­тво­ри­мость».