Когда учащиеся узнали, что более активный металл вытеснять ионы другого металла из водных растворов его солей, Артем предложил получить медь, добавив к раствору нитрата этого металла кусочек металлического бария. Ева его поддержала. Сергей сказал, что этот получения выбран неудачно. Кто из учащихся прав? Поясни свой ответ.
M(H2O) = 18 г/моль;
Ar(Cu) = 64 г/моль;
M(CuО) = 80 г/моль;
M(HNO3) = 63 г/моль;
M[Cu(NO3)2] = 188 г/моль.
При пропускании водорода над 4 г смеси оксида меди (II) и оксида кремния (IV) реакция будет протекать только с оксидом меди (II) по схеме:
CuО + H2 = Cu + H2О
1) Рассчитаем массу оксида меди (II), получим:
m(CuO) = m(смеси) * w%(CuO) = 4 * 0,8 = 3,2 г.
2) Рассчитаем количество оксида меди (II), получим:
n(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 3,2/64 = 0,05 моль.
3) Рассчитаем массу 60%-го раствора азотной кислоты, получим:
m(р-ра) = V(р-ра) * p(р-ра) = 20 * 1,4 = 28 г.
4) Рассчитаем массу воды, содержащейся в 20 мл 60%-го раствора азотной кислоты, получим:
m1(Н2О) = m(р-ра) - m(HNO3) = 28 - 16,8 = 11,2 г.
5) Рассчитаем массу HNO3 в 20 мл её 60%-го раствора, получим:
m1(HNO3) = m(р-ра) * w%(р-ра) /100% = (28 * 60%)/100% = 16,8г.
6) Рассчитаем количество HNO3, получим:
n(HNO3) = m1(HNO3)/M(HNO3) = 16,8/63 = 0,27 моль.
Реакция между медью и концентрированной азотной кислотой относится к окислительно-восстановительным реакциям. Восстановителем в ней является медь, а окислителем азотная кислота. Уравнение реакции имеет вид:
Сu + 4HNO3(60%) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O + Q
Из уравнения реакции вытекает, что 1 моль меди реагирует с 4 моль азотной кислоты, Сu : HNO3 = 1 : 4, т. е. 0.05 моль Cu должно прореагировать с 0,20 моль HNO3 (0,05 * 4 = 0,20). В избытке взята HNO3, а в недостатке - Cu, так как 0,27 > 0,20. Тогда расчет соли Cu(NO3)2 будем вести по Cu. Отсюда
n[Cu(NO3)2] = n(Cu) = 0,05 моль.
7) Рассчитаем массу соли в растворе, получим:
m[Cu(NO3)2] = n[Cu(NO3)2] * M[Cu(NO3)2] = 0,05 * 188 = 9,4 г.
Так как азотная кислота в избытке, то после реакции в растворе останется не прореагировшая ее часть в количестве 0,07 моль (0,27 - 0,20 = 0,07).
8) Рассчитаем массу оставшейся азотной кислоты в растворе, получим:
m2(HNO3) = n(HNO3) * M(HNO3) = 0,07 * 63 = 4,4 г.
Из уравнения вытекает, что на 1 моль соли Cu(NO3)2 образуется 2 моль Н2О. Отсюда
n(H2O) = 2n[Cu(NO3)2] = 2 * 0,05 = 0,1 моль.
9) Рассчитаем массу образовавшейся в результате реакции воды, получим:
m2(H2O) = n(H2O) * M(H2O) = 0,1 * 18 = 1,8 г.
10) Рассчитаем масу раствора после реакции, получим:
m2(р-ра) = m1(Н2О) + m2(Н2О) + m2(HNO3) + m[Cu(NO3)2] = 11,2 + 1,8 + 4,4 + 9,4 = 26,8 г.
11) Найдем массовую долю соли в образовавшемся растворе, получим:
w%[Cu(NO3)2] = {m[Cu(NO3)2] * 100%}/m2(р-ра) = (9,4 * 100%)/26,8 = 35%.
ответ: w%[Cu(NO3)2] = 35%.
Объяснение:
Число и природа носителей т(жа в полупроводниках в большей степени зависят от их чистоты и характера примесей. Примеси принято делить на донорные и акцепторные, т, е. на отдающие и присоединяющие электроны. Донорные примеси увеличивают число электронов, а акцепторные — число дырок. Этот эффект примесей можно пояснить на примере германия, у которого имеется четыре валентных электрона. Если атом германия в его решетке заменить пятивалентным атомом мышьяка, то один электрон окажется лишним. Для его участия в проводимости необходимо, чтобы энергетический уровень атома примеси был расположен в запрещенной зоне вблизи зоны проводимости (непосредственно у ее нижнего края). Тогда каждый атом примеси будет ионизирован и электроны перейдут в зону проводимости. Число отрицательных носителей тока в полупроводнике с донорной примесью больше, чем число положительных носителей тем ие менее уравнение (5.45) остается справедливым, подобно тому как ионное произведение воды не изменяется при добавлении щелочи. Предположим, что один атом донорной примеси приходится ьа 10 атомов полупроводника. Считая все атомы примеси (иaпp iмep, мышьяка) полностью ионизированными, найдем, что в 1 см германия находится 4,5-10 при- [c.138]
почитай может поймешь