Задача 3. При взаимодействии металлов с очень разбавленной азотной кислотой возможно три варианта:

При взаимодействии металлов с очень разбавленной азотной кислотой возможно три варианта:

а) Me + HNO₃ ® Me(NO₃)_x + NO

б) Me + HNO₃ ® Me(NO₃)_x + N₂

в) Me + HNO₃ ® Me(NO₃)_x + NH₄NO₃

Реакции (а) и (б) относятся к случаю малоактивных металлов, а реакция (в) будет протекать в случае активных металлов. В случаях (а) и (б) при прокаливании сухого остатка будет происходить разложение нитрата либо до оксида металла, кислорода и диоксида азота, либо до металла, кислорода и диоксида азота.

Me(NO₃)_x = MeO_x/2 + xNO₂ + x/4O₂ Из 1 моль нитрата получается 1,25x моль газообразных продуктов.

Тогда получаем: 1,92: 22,4 = 0,0857 = 4 · 1,25 · х: М М = 58,34х – таких металлов нет

Me(NO₃)_x = Mе + xNO₂ + x/2O₂ Из 1 моль нитрата получается 1,5x моль газообразных продуктов.

Тогда получаем: 0,0857 = 4 · 1,5 · х: М М = 70,01х – таких металлов нет

В случае (в) сухой остаток будет смесью нитрата металла и нитрата аммония. При прокаливании нитрата такого металла он будет разлагаться на нитрит и кислород или на оксид металла и диоксид азота, а нитрат аммония - на азот, кислород и воду (N₂O при данной температуре термически неустойчив). Рассмотрим первый вариант

Ме + 5x/4HNO₃ = Me(NO₃)_x + x/8NH₄NO₃ + 3x/8H₂O Me(NO₃)_x = Me(NO₂)_x + x/2O₂

2NH₄NO₃ = 2N₂ + О₂ + 4H₂O Таким образом, на 1 моль металла приходится 0,9375х моль газов.

0,0857 = 4 · 0,9375 · х: М М = 43,76х. При х = 2 М = 87,52 г/моль, металл – стронций.

Задача 4.

Условием осуществления процесса получения металла из его оксида методом металлотермии является экзотермичность соответствующей реакции восстановления

xМg + M’O_x = xMgO + M’

Тепловой эффект этой реакции легко рассчитать по закону Гесса:

Q = xQ_обр(MgO) – Q_обр(M’O_x)

Тогда получаем:

Таким образом, из приведенных металлов методом магнийтермии могут быть получены лантан, титан и цинк. Препятствовать получению металла данным методом могут процессы образования твердых растворов и сплавов, снижающие чистоту продукта.