Для определения массы золота в гире, украденной у подпольного миллионера Корейко, Шура Богданов и Паниковский отпилили от нее кусочек
Вопрос от пользователя
Для определения массы золота в гире, украденной у подпольного миллионера Корейко, Шура Богданов и Паниковский отпилили от нее кусочек массой 3,00 г и попытались растворить его в концентрированной азотной кислоте. Металл не растворился, и похитители посчитали это доказательством того, что в нем действительно содержится золото. Для окончательного доказательства они поместили отпиленный кусочек в «царскую водку» (смесь концентрированных азотной и соляной кислот), в которой тот растворился. Для выделения золота образовавшийся раствор по совету Остапа Бендера они вылили в избыток раствора аммиака, а выпавший осадок прокалили и взвесили. Его масса составила 4,29 г. Несмотря на все старания, золота из него выделить не удалось.
1. Из какого металла была сделана гиря? Подтвердите ответ расчетом.
2. Почему этот металл не растворяется в концентрированной азотной кислоте?
3. Точно такой же кусочек гири растворили в чистой соляной кислоте. Какой объем газа (н.у) при этом выделился?
Ответ от эксперта
1. Металл гири, растворяясь в «царской водке», образует соль (скорее всего, хлорид), которая при действии водного раствора аммиака превращается в гидроксид, при прокаливании дающий оксид. Стехиометрическая схема превращения: 2Ме=Ме2Ох, (х – валентность металла). Составим пропорцию:
Из 2М г металла образуется (2М+16х) г оксида;
Из 3,00 г металла образуется 4,29 г оксида.
Отсюда М=18,6х и при х=3М=55,8 г/моль≈56 г/моль. Металл – железо. Уравнения реакций:
Fe+3HNO3+3HCl=FeCl3+3NO2↑+3H2O;
FeCl3+3NH3+3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4Cl;
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O↑.
Примечание: существует второе решение при х=5 (ниобий), которое также химически обосновано (если прокаливание велось на воздухе), однако гиря Корейко вряд ли была сделана из ниобия, будь он хоть трижды подпольный миллионер.
2. Железо пассивируется концентрированной HNO3.
3. Уравнение реакции Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Количество вещества железа равно 3,00 г:56 г/моль=0,05357 моль, а объем водорода 0,05357 моль*22,4 л/моль=1,2 л.
