Задача 1. Запишите уравнения реакций взаимодействия между следующими веществами:

а) перманганатом калия и концентрированной соляной кислотой;

б) дихроматом калия и бромидом калия.

Решение:

А) Перманганат-ион MnO₄^- – сильный окислитель, в кислой среде восстанавливается до иона Mn²⁺; хлорид-ион Cl^- – восстановитель, окисляется до свободного хлора:

2KMnO₄ + 16HCl = 5Cl₂ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O;

MnO₄^- + 8H⁺ + 5  Mn²⁺ + 4H₂O (процесс восстановления);

2Cl^- - 2  Cl₂ (процесс окисления).

Б) Дихромат-ион Cr₂O₇^2- – сильный окислитель, в кислой среде восстанавливается до иона Cr³⁺; бромид-ион Br^- – восстановитель, окисляется до свободного брома:

6KBr + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ = 3Br₂ + 4K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O;

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6  2Cr³⁺ + 7H₂O (процесс восстановления);

2Br^- - 2  Br₂ (процесс окисления).

Задача 2. Смесь цинка и алюминия массой 42,20 г растворили в соляной кислоте. В результате образовалось 29,12 л водорода (н. у.). Определите массовые доли металлов в смеси.

Дано:

m (Zn+Al) = 42,20 г

V (H₂) = 29,12 л

М (Zn) = 65 г/моль

М (Al) = 27 г/моль

Найти:

ω (Zn)

ω (Al)

Решение:

Запишем уравнения реакций растворения цинка и алюминия в соляной кислоте:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂                                                                                (1)

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂                                                                           (2)

Обозначим количество цинка в сплаве – х моль, а количество алюминия – у моль. Тогда масса цинка будет равна 65х (m = n · M), а масса алюминия 27у. По условию задачи масса смеси равна 42,2 г, следовательно:

65х + 27у = 42,2.

По уравнению (1) количество вещества цинка, вступившего в реакцию, равно количеству водорода, образовавшегося в результате взаимодействия, тогда объем водорода равен 22,4х (V = n · V_m). По уравнению (2) соотношение n(Al) : n(H₂) равно 2 : 3, тогда объем водорода равен 1,5 · 22,4х = 33,6y. По условию задачи объем выделившегося водорода равен 17,92 л, поэтому:

22,4х + 33,6у = 29,12.

Получили систему уравнений с двумя неизвестными:

	65х + 27у = 42,20
	22,4х + 33,6у = 29,12.

Решив систему уравнений методом подстановки, найдем значение у, равное 0,6 моль; масса алюминия составляет:

m (Al) = n (Al) · M (Al) = 0,6 · 27 = 16,2 (г).

Тогда масса цинка равна:

m (Zn) = m (смеси) – m (Al) = 42,2 – 16,2 = 26,0 (г).

Рассчитаем массовые доли металлов в смеси:

 (%);

 (%).

Ответ: ω (Zn) = 61,6 %, ω( Al) = 38,4 %.