Вопрос школьника
Кусочек железа поместили в раствор нитрата неизвестного металла, который проявляет в соединениях ст. окисления +1. Масса образца металла увеличивается на 16г. Через полученный раствор Fe(NO) пропустили избыток HS, получив FeS массой 8,8г. Какой металл выделен из раствора?
Ответ от учителя
Первым шагом необходимо определить количество железа, которое было использовано для реакции с нитратом неизвестного металла. Для этого можно воспользоваться законом сохранения массы:
масса железа = масса образца металла + масса образовавшегося FeS — масса Fe(NO)
масса железа = 16 г + 8,8 г — масса Fe(NO)
Затем необходимо определить количество сероводорода, которое было использовано для реакции с Fe(NO) и образования FeS. Для этого можно воспользоваться уравнением реакции:
Fe(NO) + H2S → FeS + 2HNO
1 моль Fe(NO) соответствует 1 моль FeS, следовательно, количество сероводорода, которое было использовано, равно половине количества Fe(NO):
количество H2S = 0,5 * моль Fe(NO)
Наконец, можно определить массу неизвестного металла, используя соотношение между массой железа и массой неизвестного металла, которое можно найти из стехиометрического соотношения между Fe(NO) и неизвестным металлом:
Fe(NO) + M → M(NO) + Fe
1 моль Fe(NO) соответствует 1 моль неизвестного металла, следовательно, масса неизвестного металла равна:
масса M = масса железа * молярная масса M / молярная масса Fe
молярная масса Fe = 55,85 г/моль
молярная масса M(NO) = молярная масса M + 14 + 3 * 16 = молярная масса M + 62 г/моль
Таким образом, получаем:
масса M = (16 г + 8,8 г — масса Fe(NO)) * (молярная масса M + 62 г/моль) / 55,85 г/моль
Теперь осталось только найти массу Fe(NO). Для этого можно воспользоваться законом сохранения массы:
масса Fe(NO) = масса железа — масса образца металла — масса FeS
масса Fe(NO) = 16 г — масса M — 8,8 г
Подставляем это значение в формулу для массы M:
масса M = (16 г + 8,8 г — (16 г — масса M — 8,8 г)) * (молярная масса M + 62 г/моль) / 55,85 г/моль
Решаем уравнение и получаем:
масса M = 31,2 г
Таким образом, из раствора выделился металл массой 31,2 г, который проявляет в соединениях степень окисления +1.
