2. Сколько массовых процентов олова и меди содержится в 2,2 г оловянной бронзы, если при ее растворении в растворе

2. Для решения этой задачи нам необходимо определить массовые проценты олова и меди в оловянной бронзе.

Массовый процент элемента X в соединении можно вычислить по формуле:

\(\text{Массовый процент X} = \frac{{\text{Масса X}}}{{\text{Масса соединения}}} \times 100\)

Масса олова - это масса оловянной бронзы, умноженная на его процентное содержание в соединении. Аналогично, масса меди - это масса оловянной бронзы, умноженная на ее процентное содержание.

Для начала, нам нужно определить количество вещества водорода, выделенного при реакции оловянной бронзы с HCl. Используем уравнение реакции:

\(\text{Sn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{SnCl}_2 + \text{H}_2\)

Молярная масса водорода \(M(\text{H}_2) = 2\) г/моль. Используем полученный объем водорода и данные о давлении водяного пара для вычисления его количество вещества:

\(\text{Количество вещества H}_2 = \frac{{P \times V}}{{R \times T}}\)

где P - давление водяного пара в Па, V - объем водорода в м³, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура в К.

В данном случае, так как все значения представлены в СИ, коэффициент R принимает значение 8,314:

\(\text{Количество вещества H}_2 = \frac{{P \times V}}{{8,314 \times T}}\)

Затем, используя уравнение реакции оловянной бронзы с HCl, мы можем вычислить количество вещества олова в оловянной бронзе. Строение данной оловянной бронзы предполагает наличие только олова и меди в ее составе. Таким образом, количество вещества олова будет равно количеству вещества меди:

\(\text{Количество вещества Sn} = \text{Количество вещества Cu}\)

Зная количество вещества олова, массу олова в оловянной бронзе можно найти, используя молярную массу олова (\(M(\text{Sn}) = 118,71\) г/моль).

Далее, на основе найденной массы олова и данных о массе оловянной бронзы можно найти массовый процент олова. Аналогично можно найти массовый процент меди.

3. Для решения этой задачи, мы должны завершить и уравнять реакции, используя метод электронного баланса, и определить окислитель и восстановитель.

а) Рассмотрим реакцию:

\(Hg + HNO_3(конц.)\)

Уравняем эту реакцию, присваивая электронам коэффициенты перед соответствующими веществами:

\(Hg + HNO_3(конц.) \rightarrow Hg(NO_3)_2 + NO + H_2O\)

В данной реакции Hg (ртути) окисляется из нулевой степени окисления до +2 (в составе Hg(NO3)2), а N (азот) в HNO3 окисляется из +5 до +2 (в составе NO). Таким образом, азотный газ (NO) является окислителем, а ртуть (Hg) - восстановителем.

б) Рассмотрим реакцию:

\(As + H_2SO_4 (конц.)\)

Уравняем эту реакцию, присваивая электронам коэффициенты перед соответствующими веществами:

\(As + H_2SO_4 (конц.) \rightarrow H_3AsO_4 + SO_2 + H_2O\)

В данной реакции арсен (As) окисляется из нулевой степени окисления до +5 (в составе H3AsO4), а сера (S) в H2SO4 окисляется из +6 до +4 (в составе SO2). Таким образом, H2SO4 является окислителем, а арсен (As) - восстановителем.

4. Чтобы найти электродный потенциал алюминия (\(\text E_{\text{аль}}\)) в данном растворе нитрата алюминия, мы должны использовать таблицу стандартных электродных потенциалов (таблицу редокс-реакций).

Сначала мы находим полуреакцию редукции (\(\text{Al}^{3+} + 3e^- \rightarrow \text{Al}\)). Стандартный электродный потенциал (\(\text E_{\text{станд}}\)) для данной полуреакции равен -1,66 В.

Затем мы используем уравнение Нернста для нахождения электродного потенциала:

\(\text E = \text E_{\text{станд}} - \frac{{0,0591}}{{n}} \log{\left(\frac{{[\text{Аль}^{3+}]}}{{[\text{Нитрат}^-]}}\right)}\)

где \(\text E\) - электродный потенциал в данном растворе, \(\text E_{\text{станд}}\) - стандартный электродный потенциал, \(n\) - количество электронов в полуреакции редукции (в данном случае \(n = 3\)), \([\text{Аль}^{3+}]\) - концентрация ионов алюминия, \([\text{Нитрат}^-]\) - концентрация ионов нитрата.

5. Для построения схем электролиза необходимо знать конкретные реакции, которые проводятся в растворах. Пожалуйста, уточните, какие растворы или электролиты вы хотите использовать в электролизе, чтобы я мог предоставить вам соответствующие схемы электролиза.