34.09 Электроны в балансе

1) 2Fe₃O₄ + 10H₂SO₄ = 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 10H₂O 
Fe⁺² -1e = Fe⁺³
S⁺⁶ +2e = S⁺⁴
2) 2Fe + 6H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O
Fe -3e = Fe⁺³
S⁺⁶ +2e = S⁺⁴
Пусть n(Fe₃O₄) - х моль, а n(Fe) - y моль, тогда
232x + 56y = 214,4 
В условии сказано, что железная окалина в сумме отдала в 3 раза больше электронов, чем чистое железо. По электронному балансу железная окалина отдала 1 электрон, а чистое железо 3, тогда
х = 9у
Составим и решим систему уравнений: 
232x + 56y = 214,4 
х = 9у
х = 0,9
y = 0,1
По уравнениям реакций: 
n(Fe₂(SO₄)₃) ₍₁₎ = 3/2 * n(Fe₃O₄) = 3/2 * 0,9 = 1,35 моль
n(Fe₂(SO₄)₃) ₍₂₎ = 1/2 * n(Fe) = 1/2 * 0,1 = 0,05 моль
n(SO₂) ₍₁₎ = 1/2 * n(Fe₃O₄) = 1/2 * 0,9 = 0,45 моль
n(SO₂) ₍₂₎ = 3/2 * n(Fe) = 3/2 * 0,1 = 0,15 моль
n(Fe₂(SO₄)₃) _всего = 0,05 + 1,35 = 1,4 моль
m(Fe₂(SO₄)₃) _всего = 1,4 *400 = 560 г 
n(SO₂) _всего = 0,45 + 0,15 = 0,6 моль
m(SO₂) _всего = 0,6 * 64 = 38,4 г
m _{р-ра кон.} = m _cмеси + m (H₂SO₄)_р-ра - m(SO₂) _всего
m _{р-ра кон.} = 214,4 + 1000 - 38,4 = 1176 г 
W (Fe₂(SO₄)₃) = m(Fe₂(SO₄)₃) _всего /m _{р-ра кон.} = 560 / 1176 = 0,4762 или 47,62%
Ответ: 47,6%

1) Fe₃O₄ + 10HNO₃ = 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O 
Fe⁺² -1e = Fe⁺³
N⁺⁵ +1e = N⁺⁴
2) Fe + 6HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O
Fe -3e = Fe⁺³
N⁺⁵ +1e = N⁺⁴
Пусть n(Fe₃O₄) - х моль, а n(Fe) - y моль, тогда
232x + 56y = 144,8
В условии сказано, что железная окалина в сумме отдала в 2 раза больше электронов, чем чистое железо. По электронному банасу железная окалина отдала 1 электрон, а чистое железо 3, тогда
х = 6у
Составим и решим систему уравнений: 
232x + 56y = 144,8 
х = 6у
х = 0,6
y = 0,1
По уравнениям реакций: 
n(Fe(NO₃)₃) ₍₁₎ = 3 * n(Fe₃O₄) = 3/2 * 0,6 = 1,8 моль
n(Fe(NO₃)₃) ₍₂₎ = n(Fe) = 0,1 моль
n(NO₂) ₍₁₎ = n(Fe₃O₄) = 0,6 моль
n(NO₂) ₍₂₎ = 3 * n(Fe) = 3 * 0,1 = 0,3 моль
n(Fe(NO₃)₃) _всего = 1,8 + 0,1 = 1,9 моль
m(Fe(NO₃)₃) _всего = 1,9 * 242 = 459,8 г 
n(NO₂) _всего = 0,3 + 0,6 = 0,9 моль
m(NO₂) _всего = 0,9 * 46 = 41,4 г
m _{р-ра кон.} = m _cмеси + m (HNO₃)_р-ра - m(NO₂) _всего
m _{р-ра кон.} = 144,8 + 900 - 41,4 = 1003,4 г 
W (Fe(NO₃)₃) = m(Fe(NO₃)₃) _всего /m _{р-ра кон.} = 459,8 /1003,4 = 0,458 или 45,8%
Ответ: 45,8%

1) Сu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O 
Cu -2e = Cu⁺²
S⁺⁶ +2e = S⁺⁴
2) Cu₂O + 3H₂SO₄ = 2CuSO₄ + SO₂ + 3H₂O
2Cu⁺¹ -2e = 2Cu⁺²
S⁺⁶ +2e = S⁺⁴
Пусть n(Cu) - х моль, а n(Cu₂O) - y моль, тогда
64x + 144y = 42,4 
В условии сказано, что атомы меди в оксиде меди (I) отдали в 2,5 раза больше электронов, чем атомы металлической меди. По электронному банасу атомы меди в оксиде меди (I) отдали 2 электрона и металлическая медь отдала 2 электрона, тогда
5х = 2у
2,5х = y
Составим и решим систему уравнений: 
64x + 144y = 42,4 
2,5х = у
х = 0,1
y = 0,25
По уравнениям реакций: 
n(CuSO₄) ₍₁₎ = n(Cu) = 0,1 моль
n(CuSO₄) ₍₂₎ = 2 * n(Cu₂O) = 2 * 0,25 = 0,5 моль
n(SO₂) ₍₁₎ = n(Cu) = 0,1 моль
n(SO₂) ₍₂₎ = n(Cu₂O) = 0,25 = 0,25 моль
n(CuSO₄) _всего = 0,5 + 0,1 = 0,6 моль
m(CuSO₄) _всего = 0,6 *160 = 96 г 
n(SO₂) _всего = 0,25 + 0,1 = 0,35 моль
m(SO₂) _всего = 0,35 * 64 = 22,4 г
m _{р-ра кон.} = m _cмеси + m (H₂SO₄)_р-ра - m(SO₂) _всего
m _{р-ра кон.} = 42,4 + 460 - 22,4 = 480 г 
W (CuSO₄)= m(CuSO₄) _всего /m _{р-ра кон.} = 96 / 480 = 0,2 или 20%
Ответ: 20%

1) Fe + 6HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 2H₂O 
Fe -3e = Fe⁺³
N⁺⁵ +1e = N⁺⁴
2) FeO + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O
Fe⁺² -1e = Fe⁺³
N⁺⁵ +1e = N⁺⁴
Пусть n(Fe) - х моль, а n(FeO) - y моль, тогда
56x + 72y = 70,4
В условии сказано, что атомы железа в оксиде отдали в 3 раза больше электронов, чем атомы железа. По электронному банасу оксид железа отдал 1 электрон, а чистое железо 3, тогда
9х = у
Составим и решим систему уравнений: 
56x + 72y = 70,4
9х = у
х = 0,1
y = 0,9
По уравнениям реакций: 
n(Fe(NO₃)₃) ₍₁₎ = n(Fe) = 0,1 моль
n(Fe(NO₃)₃) ₍₂₎ = n(FeO) = 0,9 моль
n(NO₂) ₍₁₎ = 3 * n(Fe) = 0,3 моль
n(NO₂) ₍₂₎ = n(FeO) = 0,9 моль
n(Fe(NO₃)₃) _всего = 0,9 + 0,1 = 1 моль
m(Fe(NO₃)₃) _всего = 1 * 242 = 242 г 
n(NO₂) _всего = 0,3 + 0,9 = 1,2 моль
m(NO₂) _всего = 1,2 * 46 = 55,2 г
m _{р-ра кон.} = m _cмеси + m (HNO₃)_р-ра - m(NO₂) _всего
m _{р-ра кон.} = 70,4 + 600 - 55,2 = 615,2 г 
W (Fe(NO₃)₃) = m(Fe(NO₃)₃) _всего /m _{р-ра кон.} = 242 / 615,2 = 0,3934 или 39,34%
Ответ: 39,34%

1) P + 5HNO₃ = H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O 
P -5e = P⁺⁵
N⁺⁵ +1e = N⁺⁴
2) P₂O₃ + 4HNO₃ + H₂O= 2H₃PO₄ + 4NO₂
2P⁺³ -4e = 2P⁺⁵
N⁺⁵ +1e = N⁺⁴
Пусть n(P) - х моль, а n(P₂O₃) - y моль, тогда
31x + 110y = 61,2
В условии сказано, что число электронов атомов фосфора, суммарно отдаваемых оксидом фосфора(III), в два раза больше простого вещества. По электронному банасу оксид фосфора отдал 4 электрона, а чисьый фосфор 5, тогда
10х = 4у
y = 2,5x
Составим и решим систему уравнений: 
31x + 110y = 61,2
2,5х = у
х = 0,2
y = 0,5
По уравнениям реакций: 
n(H₃PO₄) ₍₁₎ = n(P) = 0,2 моль
n(H₃PO₄) ₍₂₎ = 2 * n(P₂O₃) = 1 моль
n(NO₂) ₍₁₎ = 5 * n(P) = 1 моль
n(NO₂) ₍₂₎ = 4 * n(P₂O₃)= 2 моль
n(H₃PO₄) _всего = 0,2 + 1 = 1,2 моль
m(H₃PO₄) _всего = 1,2 * 98 = 117,6 г 
n(NO₂) _всего = 1 + 2 = 3 моль
m(NO₂) _всего = 3 * 46 = 138 г
m _{р-ра кон.} = m _cмеси + m (HNO₃)_р-ра - m(NO₂) _всего
m _{р-ра кон.} = 61,2 + 400 - 138 = 323,2 г 
W (H₃PO₄) = m(H₃PO₄) _всего /m _{р-ра кон.} = 117,6 / 323,2 = 0,3639 или 36,39%
Ответ: 36,39%