Сплав Fe и Cu массой 18,4г обработали на холоду концентрированной азотной кислотной, при этом выделились 8,96л газа (н.у). Вычислите общее число атомов в исходной смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала вычислим количество молей газа, выделившегося при реакции.

Объем газа можно перевести в стандартные условия (0°C и 1 атм) по формуле V=V_0*(P_0/P), где V_0 - объем газа при н.у., P_0 - давление при н.у. (1 атм), P - давление в ходе реакции.

V = 8,96 л * (1 атм / 1,01325 атм) ≈ 8,83 л

Теперь вычислим количество молей газа по уравнению идеального газа:
n = V / Vm, где Vm - молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль для любого газа)

n = 8,83 л / 22,4 л/моль ≈ 0,394 моль

Так как в результате реакции все медь превратилась в Cu(NO3)2, а железо в Fe(NO3)3, найдем их массу по молярным массам:

m(Cu(NO3)2) = 63,55 + 2 (14,01 + 3 16) ≈ 187 г/моль
m(Fe(NO3)3) = 55,85 + 3 (14,01 + 3 16) ≈ 241 г/моль

Теперь посчитаем массу меди и железа в исходной смеси:
m(Cu) = (m(Cu(NO3)2) / m(Fe(NO3)3)) m(Fe) = (187 / 241) 18,4 г ≈ 14,3 г
m(Fe) = 18,4 г - 14,3 г ≈ 4,1г

Теперь найдем количество молей меди и железа:
n(Cu) = m(Cu) / M(Cu), где M(Cu) - молярная масса меди (63,55 г/моль)
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe), где M(Fe) - молярная масса железа (55,85 г/моль)

n(Cu) = 14,3 г / 63,55 г/моль ≈ 0,225 моль
n(Fe) = 4,1 г / 55,85 г/моль ≈ 0,073 моль

Теперь найдем количество атомов меди и железа в исходной смеси, учитывая, что медь и железо имеют один атом в молекуле:
N(Cu) = n(Cu) N_A, где N_A - число Авогадро (6,02210^23 моль^-1)
N(Fe) = n(Fe) * N_A

N(Cu) = 0,225 моль 6,02210^23 моль^-1 ≈ 1,3510^23 атомов
N(Fe) = 0,073 моль 6,02210^23 моль^-1 ≈ 4,4010^22 атомов

Таким образом, общее число атомов в исходной смеси Fe и Cu составляет около 1,79*10^23.