Смесь аммиаака и водорода разделили на две равные части. При пропускании первой части через трубку с раскаленным оксидом меди(II) масса трубки уменьшается на 8,0 г, а вторая часть может нейтрализовать 120 г 12,6%-ной азотной кислоты. Рассчитайте объемные доли газов в исходной смеси.

### Задача 5 1. Составим уравнения реакций: - При пропускании смеси через трубку с $CuO$ реагирует только аммиак и водород: $2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t} N_2 + 3Cu + 3H_2O$ $H_2 + CuO \xrightarrow{t} Cu + H_2O$ 2. Уменьшение массы трубки обусловлено потерей кислорода из оксида меди: $m(O) = 8,0\,г$. $n(O) = \frac{8}{16} = 0,5\,моль$. 3. Вторая часть смеси реагирует с азотной кислотой (реагирует только $NH_3$): $NH_3 + HNO_3 = NH_4NO_3$ $m(HNO_3) = 120 \cdot 0,126 = 15,12\,г$; $n(HNO_3) = \frac{15,12}{63} = 0,24\,моль$. Значит, $n(NH_3)$ во второй части = $0,24\,моль$. Так как части равные, в первой части тоже $0,24\,моль$. 4. Из уравнений реакций в первой части: $n(O)_{на\,NH_3} = 1,5 \cdot n(NH_3) = 1,5 \cdot 0,24 = 0,36\,моль$. $n(O)_{на\,H_2} = n(O)_{общ} - n(O)_{на\,NH_3} = 0,5 - 0,36 = 0,14\,моль$. Следовательно, $n(H_2) = n(O)_{на\,H_2} = 0,14\,моль$. 5. Объемные доли в смеси (равны мольным долям): $\phi(NH_3) = \frac{0,24}{0,24 + 0,14} \cdot 100\% \approx 63,16\%$ $\phi(H_2) = 100\% - 63,16\% = 36,84\%$ **Ответ:** 63,16% $NH_3$; 36,84% $H_2$. ### Задача 6 1. Уравнения реакций: $Al_2O_3 + Na_2CO_3 \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + CO_2\uparrow$ $n(Al_2O_3) = \frac{10,2}{102} = 0,1\,моль$; $n(Na_2CO_3) = \frac{21,2}{106} = 0,2\,моль$. $Na_2CO_3$ в избытке ($0,1\,моль$ останется). Образуется $0,2\,моль\,NaAlO_2$. 2. Реакции с $HCl$: $NaAlO_2 + 4HCl = NaCl + AlCl_3 + 2H_2O$ $Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$ 3. Расчет $HCl$: $m(р-ра\,HCl) = 250 \cdot 1,1 = 275\,г$; $m(HCl) = 275 \cdot 0,2 = 55\,г$; $n(HCl) = \frac{55}{36,5} \approx 1,507\,моль$. $n(HCl)_{расход} = 4 \cdot 0,2 (для\,NaAlO_2) + 2 \cdot 0,1 (для\,Na_2CO_3) = 0,8 + 0,2 = 1\,моль$. $n(HCl)_{ост} = 1,507 - 1 = 0,507\,моль$; $m(HCl)_{ост} = 0,507 \cdot 36,5 \approx 18,51\,г$. 4. Масса конечного раствора: $m = m(сплава) + m(р-ра\,HCl) - m(CO_2)$ $m(сплава) = m(Al_2O_3) + m(Na_2CO_3) - m(CO_2\,газ) = 10,2 + 21,2 - 0,1 \cdot 44 = 27\,г$. $m(CO_2\,из\,Na_2CO_3) = 0,1 \cdot 44 = 4,4\,г$. $m_{кон} = 27 + 275 - 4,4 = 297,6\,г$. $\omega(HCl) = \frac{18,51}{297,6} \cdot 100\% \approx 6,22\%$ **Ответ:** 6,22%. ### Задача 7 1. Реакции: $2Mg + O_2 = 2MgO$ $3Mg + N_2 = Mg_3N_2$ Твердый остаток: $MgO$ и $Mg_3N_2$. $Mg_3N_2 + 6H_2O = 3Mg(OH)_2 + 2NH_3\uparrow$ $MgO + H_2O$ — нет реакции (или слабая). 2. Восстановление $CuO$ газом ($NH_3$): $2NH_3 + 3CuO = 3Cu + N_2 + 3H_2O$ $n(Cu) = \frac{48}{64} = 0,75\,моль$. По уравнению $n(NH_3) = 0,75 \cdot \frac{2}{3} = 0,5\,моль$. 3. Состав остатка: $n(Mg_3N_2) = \frac{1}{2} n(NH_3) = 0,25\,моль$. $m(Mg_3N_2) = 0,25 \cdot 100 = 25\,г$. $m(MgO) = 50 - 25 = 25\,г$. $n(MgO) = \frac{25}{40} = 0,625\,моль$. 4. Массовые доли в твердом остатке: $\omega(Mg_3N_2) = \frac{25}{50} \cdot 100\% = 50\%$ $\omega(MgO) = 50\%$ **Ответ:** 50% $MgO$, 50% $Mg_3N_2$. ### Задача 8 1. Разложение: $2Mg(NO_3)_2 = 2MgO + 4NO_2 + O_2$ Пусть разложилось $x\,моль\,Mg(NO_3)_2$. Осталось $y\,моль$. Твердый остаток: $MgO$ ($x\,моль$) и $Mg(NO_3)_2$ ($y\,моль$). $40x + 148y = 15,4$ 2. Реакция с $NaOH$: $Mg(NO_3)_2 + 2NaOH = Mg(OH)_2\downarrow + 2NaNO_3$ $m(NaOH) = 20 \cdot 0,2 = 4\,г$; $n(NaOH) = \frac{4}{40} = 0,1\,моль$. По условию $y = \frac{1}{2} n(NaOH) = 0,05\,моль$. 3. Находим $x$: $40x + 148 \cdot 0,05 = 15,4 \Rightarrow 40x + 7,4 = 15,4 \Rightarrow 40x = 8 \Rightarrow x = 0,2\,моль$. 4. Изначальная масса: $n(Mg(NO_3)_2)_{исх} = x + y = 0,2 + 0,05 = 0,25\,моль$. $m_{исх} = 0,25 \cdot 148 = 37\,г$. 5. Объем газов: $n(NO_2) = 2x = 0,4\,моль$; $n(O_2) = 0,5x = 0,1\,моль$. $V = (0,4 + 0,1) \cdot 22,4 = 11,2\,л$. **Ответ:** 37 г $Mg(NO_3)_2$; 11,2 л газов.