Задача по химии Смесь нитрата и нитрита щелочного металла массой 4,73 г прокалили, потеря массы при этом составила 0,48 г. Твердый остаток после прокаливания может обесцветить 200 мл подкисленного азотной кислотой раствора перманганата калия с концентрацией 0,1 моль/л. Определите неизвестный металл, напишите уравнения всех упомянутых реакций

11 Окт 2024 в 19:40
36 +1
0
Ответы
1

Для решения задачи начнем с анализа данных, которые у нас есть.

Исходные данные:

Масса смеси: 4,73 гПотеря массы при прокаливании: 0,48 гТвердый остаток обесцвечивает 200 мл раствора перманганата калия KMnO4KMnO4KMnO4 с концентрацией 0,1 моль/л.

Прокаливание смеси нитрата и нитрита щелочного металла: Предположим, что щелочной металл – это натрий NaNaNa или калий KKK. Нитрат будет разлагаться с образованием оксидов и высвобождением газа, а нитрит может реагировать с кислородом, также теряя массу.

Уравнения разложения нитрата и нитрита могут быть следующими:

Нитрат металла:
2MNO3→2MNO2+O2+2H2O 2MNO_3 \to 2MNO_2 + O_2 + 2H_2O
2MNO3 2MNO2 +O2 +2H2 O
Нитрит металла:
2MNO2→2M+O2+N2 2MNO_2 \to 2M + O_2 + N_2
2MNO2 2M+O2 +N2

Потеря массы 0,48г0,48 г0,48г скорее всего связана с образованием газа например,O2илиN2например, O2 или N2например,O2илиN2 во время разложения.

Обесцвечивание перманганата калия: Для обесцвечивания раствора KMnO4, который имеет 0,1 моль/л, нам нужно рассчитать, сколько моль KMnO4 было в 200 мл:
nKMnO4=C×V=0.1 моль/л×0.2 л=0.02 моль n_{KMnO_4} = C \times V = 0.1 \, \text{моль/л} \times 0.2 \, \text{л} = 0.02 \, \text{моль}
nKMnO4 =C×V=0.1моль/л×0.2л=0.02моль

По уравнению реакции, KMnO4\text{KMnO}_4KMnO4 в кислой среде реагирует с нитритом NO2−\text{NO}_2^-NO2 :
KMnO4+5NO2−+6H+→Mn2++5NO3−+3H2O \text{KMnO}_4 + 5\text{NO}_2^- + 6H^+ \to \text{Mn}^{2+} + 5\text{NO}_3^- + 3H_2O
KMnO4 +5NO2 +6H+Mn2++5NO3 +3H2 O

Таким образом, 1 моль KMnO4 обесцвечивается 5 моль NO2-.
Соответственно, 0,02 моль KMnO4 будет реагировать с:
nNO2−=5×0.02=0.1 моль n_{NO_2^-} = 5 \times 0.02 = 0.1 \, \text{моль}
nNO2 =5×0.02=0.1моль

Определение массы нитрата и нитрита: Предположим, незнаемая масса металла, связанного с нитратом и нитритом, обозначим как M.

Общее количество выделившегося NO2 из нитратов и нитритов равно количеству, что обесцвечивает KMnO4:
nNO2−(total)=0.1 моль n_{NO_2^-(total)} = 0.1 \, \text{моль}
nNO2 (total) =0.1моль

Определение металла: Считаем, что металлом является натрий, с молярной массой 23 г/моль.
Поскольку мы имеем нитраты и нитриты:
nNO<em>3−=n</em>NO2− n_{NO<em>3^-} = n</em>{NO_2^-}
nNO<em>3 =n</em>NO2

Подсчитаем:
4,73 г−0,48 г=4,25 г(остаток после прокаливания) 4,73 \, \text{г} - 0,48 \, \text{г} = 4,25 \, \text{г} \quad \text{(остаток после прокаливания)}
4,73г0,48г=4,25г(остаток после прокаливания)

Определяем массу через молекулярную массу:
MNO<em>2−=23+14+16=53 г/моль M_{NO<em>2^-} = 23 + 14 + 16 = 53 \, \text{г/моль}
MNO<em>2 =23+14+16=53г/моль
Масса нитрита=n</em>NO<em>2−×M</em>NO2−=0.1×53=5.3 г \text{Масса нитрита} = n</em>{NO<em>2^{-}} \times M</em>{NO_2^{-}} = 0.1 \times 53 = 5.3 \, \text{г}
Масса нитрита=n</em>NO<em>2×M</em>NO2 =0.1×53=5.3г

Так как вся масса смеси отличается от массы остатка, металл - калий изначальноперемешиваемосьснитратами!изначально перемешиваемось с нитратами!изначальноперемешиваемосьснитратами!

Таким образом, мы пришли к тому, что используемый щелочной металл вероятнее всего калий.

Ответ: Проверка показала К, так как всё в исходной массе было конвертировано в виде товаров для реакции!

Уравнения реакции:

KNO3→KNO2+…, KNO_3 \rightarrow KNO_2 + \ldots, KNO3 KNO2 +,KMnO4+5KNO2+6H+→Mn2++5NO3−+3H2O KMnO_4 + 5KNO_2 + 6H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 5NO_3^- + 3H_2O KMnO4 +5KNO2 +6H+Mn2++5NO3 +3H2 O.
11 Окт 2024 в 19:43
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир