Оглавление:
Получение и химические свойства металлов
Задача 66.
Используя справочные данные по и
, определить температурную границу возможного технического использования карботермического процесса:
Записать выражение для константы равновесия
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4604.png)
Решение:
Приведенный процесс будет возможен, когда равновесное давление оксида углерода (II) будет равно наружному давлению или превышать его, т.е.
Поскольку , то температуру, при которой будет соблюдаться это условие, можно определить из уравнения:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4608.png)
Так как
Откуда
где 1000 — коэффициент перевода кДж в Дж
определим по первому следствию из закона Гесса. Подставим табличные данные в уравнение (12.1):
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4612.png)
Ответ: процесс возможен при нагревании начиная с Т = 571К
Задача 67.
Вычислить массовую долю оксида цинка в смеси с цинком, если при взаимодействии 7,27 г смеси с водным раствором щелочи выделилось 1,12 л водорода (н.у.).
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4613.png)
Решение:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4614.png)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4615.png)
Поскольку водород выделяется только при взаимодействии цинка с водным раствором щелочи, то массу цинка определяем из уравнения реакции (12.3):
Составляем пропорцию:
вытеснит 22,4 л
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4618.png)
где = 65,4 г/моль
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4619.png)
Ответ: =55,02%.
Задача 68.
Используя значения стандартных электродных потенциалов, рассчитать константу равновесия в реакции цементации, протекающей при стандартных условиях.
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4621.png)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4622.png)
Решение:
Записываем реакцию в ионно-молекулярном виде:
— полное ионно-молекулярное уравнение
— сокращенное ионно-молекулярное уравнение
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4625.png)
— стандартное напряжение этой реакции
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4627.png)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4628.png)
Так как приведенная реакция является окислительно-восстановительной, то:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4629.png)
Ответ: . Высокое значение
свидетельствует о практически полном смещении равновесия вправо.
Задача 69.
На 2 г смеси, состоящей из подействовали хлороводородной кислотой. При этом выделилось 224
(при и.у.) водорода, а при восстановлении 2 г исходной смеси до металла водородом получено 0,45 г воды. Определить состав исходной смеси (% масс.).
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4634.png)
Решение:
При взаимодействии смеси с хлороводородной кислотой протекают реакции:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4635.png)
Водород выделяется лишь за счет реакции:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4636.png)
Составляем пропорцию для реакции (12.6):
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4637.png)
где =56 г/моль масса оксидов равна:
= l,44 г
При восстановлении смеси водородом протекают реакции
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4641.png)
Составляем пропорцию для уравнения (12.7)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4642.png)
Откуда
Составляем пропорцию для уравнения (12.8)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4644.png)
Откуда
По условию задачи
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4646.png)
Составляем систему уравнений
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4647.png)
Выражаем из первого уравнения
и подставляем во второе уравнение
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4650.png)
Откуда
Определяем состав исходной смеси:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4652.png)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4653.png)
Ответ: состав смеси:
Задача 70.
Составить схему получения металлического кадмия из 10 г смеси оксидов . В качестве растворителя оксидов использовать разбавленную серную кислоту. Определить состав смеси (% мае.) и массу полученного кадмия, если в качестве восстановителя
использовали
, а объем образовавшегося
составляет 300
(н.у.)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4660.png)
Решение:
Составляем схему разделения оксидов и записываем уравнения реакций по стадиям:
1. Растворение оксидов кадмия и цинка в :
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4662.png)
2. Осаждение гидроксидов кадмия и цинка гидроксидом натрия при стехиометрическом соотношении солей и гидроксида натрия:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4663.png)
3. Растворение амфотерного гидроксида цинка в избытке щелочи:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4664.png)
Так как — растворимая соль, то в осадке остается только гидроксид кадмия.
4. Отделение осадка от раствора фильтрацией, промывка, сушка.
5. Разложение осадка при нагревании:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4668.png)
6. Восстановление оксидом углерода (II) при нагревании:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4670.png)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4671.png)
откуда
где
Определяем содержание в смеси по уравнению (12.16)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4675.png)
где = 128,4 г/моль,
откуда
Определяем
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4679.png)
Ответ: состав смеси .
Задача 71.
При растворении 0,5 г алюминиевой бронзы, состоящей из меди и алюминия, в хлороводородной кислоте выделилось 43,56 водорода, собранного над водой и измеренного при 300К и 740 мм рт. ст. Давление паров воды при 300К равно 26,74 мм рт. ст. Определить состав сплава (% мас.)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4682.png)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4683.png)
Решение:
В соответствии со следствием из ряда стандартных электродных потенциалов металлов в хлороводородной кислоте могут растворяться только те металлы, у которых
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4684.png)
Определяем стандартные электродные потенциалы:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4685.png)
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4686.png)
Следовательно, в хлороводородной кислоте из сплава будет растворяться только алюминий.
Уравнение реакции имеет вид:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4687.png)
ДМ удваиваем, т.к. после реакции образуется четное число атомов водорода
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4688.png)
Массу алюминия в сплаве можно рассчитываем по уравнению реакции (12.18):
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4689.png)
Откуда
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4690.png)
где =27 г/моль
Объем водорода при н.у. рассчитываем по объединенному уравнению газового состояния:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4693.png)
Откуда:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4695.png)
где
Подставляя величину формулу (12.19), получаем:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4698.png)
Рассчитываем содержание металлов в сплаве:
![Получение и химические свойства металлов задачи с решением](https://lfirmal.com/wp-content/uploads/2020/03/изображение-4699.png)
Ответ: состав сплава .
Эти задачи взяты со страницы готовых задач по предмету химия:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
Гальванические элементы коррозия металлов задачи с решением |
Электролиз растворов задачи с решением |
Комплексные соединения задачи с решением |
Жесткость воды задачи с решением |