Для решения этой задачи необходимо воспользоваться химическими реакциями, уравнениями и законами сохранения массы.
1. Сначала рассмотрим реакцию обработки сплава с каустической содой:
2NaOH + Ti + Ag + Au -> Na2[Ti(OH)6] + 2Na[Ag(OH)2] + 2Na[Au(OH)4]
Получившийся газ — это водород (H2), который образуется при реакции между каустической содой и титаном:
Ti + 2NaOH + 2H2O -> Na2[Ti(OH)6] + H2
Используя закон Гей-Люссака, можно установить соотношение между объемами реагирующих газов и выделившегося газа:
V(H2)/2 = V(H2O)
Таким образом, объем выделившегося газа в данной реакции будет равен половине объема воды, то есть 13,49 л/2 = 6,745 л.
2. Затем рассмотрим реакцию обработки сплава азотной кислотой:
4HNO3 + Ti + Ag + Au -> Ti(NO3)4 + 4AgNO3 + 4Au(NO3)3 + 2H2O
В результате этой реакции выделяется два продукта: два моля воды и оксид азота (IV) (NO2):
Ti + 4HNO3 -> Ti(NO3)4 + 2NO2 + 2H2O
Выделившийся газоявляется NO2, который при реакции с кислородом окисляется до NO3-, образуяти оксид азота (V) (NO3):
2NO2 + O2 -> 2NO3
3NO3 + 6KOH -> K3[Co(NO2)6] + 3H2O
Используя закон сохранения массы, можно составить уравнение:
m_зплава = m_водород + m_NO2
где
m_зплава — масса сплава,
m_водород — масса выделившегося водорода,
m_NO2 — масса выделившегося оксида азота (IV).
4. Далее рассмотрим реакцию между оксидом азота (IV) и кислородом:
2NO2 + O2 -> 2NO3
Используя закон Гей-Люссака, можно установить соотношение между объемами реагирующих газов и выделившегося газа:
V(NO2)/2 = V(O2)
Таким образом, объем оксида азота (IV), который реагирует с кислородом, будет равен половине объема кислорода, который поглощается, то есть 24,46 % от 279,6 г = 68,4 г.
Зная молекулярную массу оксида азота (IV) (46 г/моль) и зная массу оксида азота (IV), можно рассчитать количество вещества (в молях) выделившегося оксида азота (IV):
n(NO2) = m(NO2) / M(NO2) = 68,4 г / 46 г/моль = 1,488 моль
Поскольку соотношение между оксидом азота (IV) и оксидом азота (V) равно 2:1, то количество вещества оксида азота (V) будет равно половине количества вещества оксида азота (IV):
n(NO3) = n(NO2) / 2 = 1,488 моль / 2 = 0,744 моль
Зная количество вещества оксида азота (V), можно расчитать массу оксида азота (V) по формуле:
m(NO3) = n(NO3) × M(NO3) = 0,744 моль × 62 г/моль = 46,128 г
Далее, поскольку в реакции с гидроксидом калия образуется шестисвязный комплекс [Co(NO2)6]^3-, масса калия, содержащаяся в растворе, будет равна массе шестивалентного комплекса:
m_K = m_NO3 = 46,128 г
5. Наконец, чтобы найти массу золота в сплаве, можно использовать закон сохранения массы:
m_Au = m_зплава - m_водород - m_NO2 = 24,00 г - (2 г/моль × 6,745 л × 0,0224 г/л/моль) - 68,4 г = 24,00 г - 0,09936 г - 68,4 г = -44,49936 г
Однако полученное значение отрицательно, что говорит о некорректности расчетов или ошибке в постановке задачи. Возможно, в задаче допущена опечатка или недостаточно данных для расчетов. Проверьте условие задачи или уточните имеющуюся информацию.
