Для хлорирования смеси меди и железа массой 3 г потребовался хлор объёмом 1,4 л . Рассчитайте массовую долю каждого металла в исходной смеси.
Для решения данной задачи сначала найдем количество вещества хлора по его объему. Мы знаем, что объем хлора составляет 1,4 литра. Так как хлор является газом при стандартных условиях, то мы можем использовать уравнение состояния газа: \(V = n \cdot V_m \), где \(V_m\) - молярный объем газа при н.у. В нормальных условиях молярный объем газов равен 22,4 л/моль.
Итак, \(n = \frac{V}{V_m} = \frac{1,4}{22,4} \approx 0,063 моль \) хлора.
Теперь, используя химические эквиваленты, мы знаем, что хлор реагирует в отношении 1:3 с медью и 1:2 с железом. Таким образом, медь и железо соответственно потребляются в количестве:
- Для меди: \(0,063 \cdot 3 = 0,189 моль\)
- Для железа: \(0,063 \cdot 2 = 0,126 моль\)
Теперь найдем массу каждого металла в исходной смеси.
Для меди: \(m_{Cu} = n_{Cu} \cdot M_{Cu} = 0,189 \cdot 63,5 \approx 12 г\)
Для железа: \(m_{Fe} = n_{Fe} \cdot M_{Fe} = 0,126 \cdot 56 \approx 7 г\)
Теперь, чтобы найти массовую долю каждого металла в исходной смеси, можно поделить их массы на массу исходной смеси (3 г) и умножить на 100%:
- Доля меди: \(\frac{12}{3} \cdot 100\% = 400\%\)
- Доля железа: \(\frac{7}{3} \cdot 100\% = 233,3\%\)
Итак, массовая доля меди в исходной смеси составляет 400%, а железа - 233,3%.
