Для утилизации металлического мусо-ра токарного цеха проанализировали крупную партию...

Question

Для утилизации металлического мусо-ра токарного цеха проанализировали крупную партию перемешанных медных и стальных стружек. Для этого образец разделили на две порции равной массы. Порции поместили в два одинаковых реактора и обработали взя-тыми в избытке концентрированной азотной кислотой первую порцию и концентрирован-ной соляной – вторую. Дождались полного прекращения выделения пузырьков газа в ре-акторах. По показаниям манометров давление во втором реакторе оказалось в три раза вы-ше, чем в первом. Вычислите состав (% масс.) смеси этой порции металлоотходов по резуль-татам анализа.

Answer 1

С концентрированной азотной кислотой реагирует только медь:
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Железо холодной концентрированной азотной кислотой пассивируется.

С соляной реагирует только железо:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Согласно закону Бойля-Мариотта (p1V1 = p2V2), при приведении образовавшихся газов к нормальным условиям, объем образовавшегося водорода окажется в три раза больше, чем объем двуокиси азота.

Выразим объем образовавшихся газов через массы металлов
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
х г                            V, л
56 г                          22,4 л
Отсюда V(H2) = 0,4х

Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
у г                                      V л
64 г                                    2*22,4 л
Отсюда V(NO2) = 0,7у


Согласно условию задачи можем записать:
3 * 0,7у = 0,4х
Отсюда х/у = 5,25, т.е. содержание металлов в смеси:
ω(Cu) = 1/(1+5,25) = 0,16 или 16%
ω(Fe) = 5,25/(1+5,25) = 0,84 или 84%

Ответ: железо - 84%; медь - 16%