Для утилизации металлического мусо-ра токарного цеха проанализировали крупную партию перемешанных медных и стальных стружек. Для этого образец разделили на две порции равной массы. Порции поместили в два одинаковых реактора и обработали взя-тыми в избытке концентрированной азотной кислотой первую порцию и концентрирован-ной соляной - вторую. Дождались полного прекращения выделения пузырьков газа в ре-акторах. По показаниям манометров давление во втором реакторе оказалось в три раза вы-ше, чем в первом. Вычислите состав (% масс.) смеси этой порции металлоотходов по резуль-татам анализа.

С концентрированной азотной кислотой реагирует только медь:

Cu + 4HNO3 = Cu (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O

Железо холодной концентрированной азотной кислотой пассивируется.

С соляной реагирует только железо:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Согласно закону Бойля-Мариотта (p1V1 = p2V2), при приведении образовавшихся газов к нормальным условиям, объем образовавшегося водорода окажется в три раза больше, чем объем двуокиси азота.

Выразим объем образовавшихся газов через массы металлов

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

х г V, л

56 г 22,4 л

Отсюда V (H2) = 0,4 х

Cu + 4HNO3 = Cu (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O

у г V л

64 г 2*22,4 л

Отсюда V (NO2) = 0,7 у

Согласно условию задачи можем записать:

3 * 0,7 у = 0,4 х

Отсюда х/у = 5,25, т. е. содержание металлов в смеси:

ω (Cu) = 1 / (1+5,25) = 0,16 или 16%

ω (Fe) = 5,25 / (1+5,25) = 0,84 или 84%

Ответ: железо - 84%; медь - 16%