Смесь порошков железа, платины и свинца залили избытком концентрированной азотной КИСЛОТЫ комнатной при температуре. При этом часть смеси растворилась, И выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Если повторить опыт с горячей азотной кислотой, то выделится 31,36 л (н.у.) газа, а масса непрореагировавшего вещества составит 19,5 г. Определите массовую долю железа в исходной смеси металлов. Ответ дайте в процентах, с точностью до десятых.

Чтобы решить задачу, нам нужно проанализировать реакции, происходящие с металлическими порошками (железом, платиной и свинцом) в кислой среде. 1. **Реакция с концентрированной азотной кислотой:** - Железо (Fe) реагирует с азотной кислотой (HNO₃), выделяя газообразный оксид азота (NO) и образуя нитрат железа (Fe(NO₃)₂ или Fe(NO₃)₃). - Свинец (Pb) также реагирует с азотной кислотой, образуя свинцовые нитраты и выделяя газообразный оксид азота. 2. **Объем выделившегося газа:** - Мы знаем, что 4,48 л (н.у.) газа выделилось при реакции с холодной азотной кислотой. - Также 31,36 л (н.у.) газа выделилось при реакции с горячей азотной кислотой. 3. **Сравним объемы газа:** - 4,48 л газа эквивалентно \( 4,48 / 22,4 \, \text{моль} = 0,2 \, \text{моль} \) (при н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л). - 31,36 л газа эквивалентно \( 31,36 / 22,4 \, \text{моль} = 1,4 \, \text{моль} \). При увеличении температуры реакция происходит более интенсивно, что и объясняет более объемное выделение газа. 4. **Масса непрореагировавшего вещества:** - После реакции с горячей азотной кислотой масса непрореагировавшего вещества составляет 19,5 г, это может быть нерастворимый в раствор вещества, следовательно, это может быть платина и, возможно, некоторая масса свинца или железа, не прореагировавшая. 5. **Рассмотрим реакцию желтого газа:** При реакции свинца выделяется 1 моль газа на 1 моль свинца. Железо также реагирует в стехиометрическом отношении 1:1 с выделением оксида. Так как выделяется больше газа при реакции с горячей кислотой, это говорит о том, что в основном реагирует железо и свинец. Рассмотрим количество металлов: - Для открытия реальной массы смеси необходимых металлов нам нужно использовать уравнения потоков и давления. Обозначим массы металлов в смеси как: - \( m_{Fe} \) - масса железа, - \( m_{Pb} \) - масса свинца, - \( m_{Pt} \) - масса платины. Допустим, что первоначальная масса всей смеси равна \( m_{total} = m_{Fe} + m_{Pb} + m_{Pt} \). Теперь, зная массы, мы можем определить соотношение: - Железо и свинец отреагировали полностью на выделение газа, а платина осталась в нерастворимом остатке, добавим уравнение для расчета кислоты. Приблизительно можно дать вводные, что в результате реакции с азотной кислотой свинец дает 1 моль газа (молярная масса свинца 207 г/моль) и при реакциях с железом также будет происходить аналогичная реакция, потому что плавится небольшой объем. Таким образом, определим массовую долю железа: \[ \text{Масса железа} = m_{Fe} \; ; \] \[ \text{Масса смеси} = m_{Fe} + m_{Pb} + m_{Pt} \] \[ \text{МД_железа} = \frac{m_{Fe}}{m_{total}} \cdot 100\% \] Ранее рассчитанная масса, могла быть всего составляет 19.5 г. Для нахождения необходимого \( m_{Fe} \) следует подставить числовые значения и сравнить приводит к числу в процентах, результирующему по данным расчетам. Результат при дальнейших вычислениях может быть покзрдительно равен 71,0 % или аналогично 60.4 % или программной точности обеспечено. Таким образом на плотные вещества, металл можно обозначить более точно, следуя выше упомянутым модулям. Это всего лишь подход к расчетам. При полном представлении может явно указывать формулы расчета.