При термическом разложении смеси нитратов серебра и ртути массой 100 г выделилось 6,76 л кислорода (н.у.). Вычислите массовую долю нитрата серебра в исходной смеси.
Дано:
mсмеси=100 г
Vобщ.O2=6,76 л
Найти:
ω(AgNO3)
Решение
Запишем уравнения реакций термического разложения нитратов серебра и ртути:
(1) 2AgNO3 t 2Ag↓ + 2NO2↑ + O2↑
(2) Hg(NO3)2 t Hg↑ + 2NO2↑ + O2↑
Суммарное количество вещества образовавшегося кислорода (при н.у.):
nобщ.O2= Vобщ.O2Vm = 6,7622,4=0,3018 моль, где
Vm- молярный объем газа, при н.у. Vm=22,4 л/моль .
Пусть масса нитрата серебра равна X г; масса нитрата ртути равна Y г:
mAgNO3=X г mHg(NO3)2=Y г
Тогда:
X+ Y=100 г
Количество вещества нитрата серебра:
nAgNO3= mAgNO3MAgNO3= X170 моль , где
MAgNO3-молярная масса нитрата серебра, г/моль
По уравнению реакции (1) nAgNO3 :n1O2=2 :1, следовательно, количество вещества кислорода, образовавшегося по реакции (1):
n1O2= nAgNO32= X1702= X340 моль
Количество вещества нитрата ртути:
nHg(NO3)2= mHg(NO3)2MHg(NO3)2= Y325 моль , где
MHg(NO3)2-молярная масса нитрата ртути, г/моль
По уравнению реакции (2) nHg(NO3)2 :n2O2=1 :1, следовательно, количество вещества кислорода, образовавшегося по реакции (2):
n2O2= nHg(NO3)2= Y325 моль
Тогда:
n1O2+n2O2=X340+Y325= nобщ.O2 =0,3018 моль
Составляем систему уравнений:
X+ Y=100 X340+Y325=0,3018
Y=100-X X340+(100-X)325=0,3018 (*)
Решаем уравнение (*):
X340+(100-X)325=0,3018
Наименьшее общее кратное для чисел 340 и 325 равно 22100, тогда
65X+68(100-X)22100=0,3018
65X+6800-68X=6670
-3X= -130
X=43,3
Таким образом, масса нитрата серебра в смеси равна:
mAgNO3=43,3 г
Массовая доля нитрата серебра в исходной смеси:
ωAgNO3= mAgNO3mсмеси ∙100%= 43,3100 ∙100%= 43,3 %
Ответ: 43,3 %