Некоторое количество серебра растворили в 96,2 мл раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты 50 % и плотностью 1,31 г/мл в результате чего выделилось 4,48 л смеси газов и остался раствор, в котором массовая доля азотной кислоты составила 18,2 %. Определите массу растворенного серебра и состав выделившейся смеси газов.

Объяснение:

Некоторое количество серебра растворили в 96,2 мл раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты 50 % и плотностью 1,31 г/мл в результате чего выделилось 4,48 л смеси газов и остался раствор, в котором массовая доля азотной кислоты составила 18,2 %. Определите массу растворенного серебра и состав выделившейся смеси газов.

Поскольку в условиях задачи сказано смесь газов, то это могут быть только NO2 и NO

Первоначально, серебро взаимодействует с азотной кислотой как с концентрированной кислотой:

Ag + 2HNO3 (конц) = AgNO3 + NO2↑ + H2O  

Ag⁰ - 1e = Ag⁺¹ окисление, Ag⁰ - восстановитель ║ 1

N⁺⁵ + 1 e = N⁺⁴ восстановление HNO3 - окислитель ║ 1

Когда раствор азотной кислоты разбавится, то далее серебро будет растворять в азотной кислоте, как в разбавленной  

3Ag + 4HNO3 (разб) = 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O  

Ag⁰ - 1e = Ag⁺¹ окисление, Ag⁰ - восстановитель ║ 3

N⁺⁵ + 3 e = N⁺⁴ восстановление HNO3 - окислитель ║ 1

Вычислим   массу  исходного   раствора  азотной   кислоты   и   массу  азотной  кислоты  в этом   растворе.  

Первоначально масса раствора азотной кислоты была  96,2 мл × 1,31 = 126 г, а масса азотной кислоты в этом растворе   составила 126 г × 0,5 = 63 г или 1 моль.  

                           масса  оставшейся  НNO3

ω (НNO3)   =   = 0,182

                            масса   раствора  

Пусть  добавили   к  раствору азотной   х моль  х моль  серебра.

При этом  израсходовали  2х  моль  азотной  кислоты  в  первой  реакции   и   4 х моль  азотной  кислоты  во  второй  реакции - итого  6 х  моль.

Серебро  108 х   г  перешло  в  раствор  а из  раствора  улетучилось  

46х  г диоксида  азота   и   30 х г  монооксида  азота

63 г  -  63 г/моль × 6х                              63 -  378 х

= 0,182   =   =  0,182

126  +  108 х - ( 76 х)                                  126 +32 х

       63 -  378 х

  63 -  378 х  = 22,9  +  5,82  

     22,9  +  5,82 х             383,82 х   =   40,1

                                                 х = 0,1045  моль  

 Тогда   масса   растворенного   серебра   108 г/моль  × 0,1045  моль

11, 3  г (округленно)    Состав  выделившихся   газов  NO2  и  NO

в  соотношении  близком  1:1