Вправа 457 Що називають сплавом? Однорідна суміш (твердий розчин), яку виготовляють шляхом сумісного сплавляння металів із подальшим охолодженням, називають сплавом
Наведіть приклади сплавів. Бронза, латунь, мельхіор, припій, дюралюміній, монель
Вправа 458 Чому здебільшого використовують не чисті метали, а їхні сплави? У більшості випадків чисті метали або економічно не вигідні, або їхні властивості не відповідають певним вимогам
Вправа 459 Схарактеризуйте застосування чистих металів.
Чисті метали застосовують у атомній енергетиці, мікроелектроніці, космічній техніці, медицині, оптиці, а також у фундаментальних наукових дослідженнях. Наприклад, з дуже чистої міді виготовляють дроти (наявність навіть десятих часток відсотка домішок суттєво зменшує електропровідність), чисті залізо та нікель застосовують для виготовлення вакуумної техніки, а цинк використовують у виробництві сонячних батарей. Залізо, кобальт і нікель є феромагнетиками.
Вправа 460 Схарактеризуйте склад, властивості та застосування сплавів: бронза, латунь, мельхіор, монель, припій, дюралюміній.
З бронзи — твердого і стійкого до корозії сплаву олова з міддю (75–90% Сu) — виготовляють деталі машин, свічники, статуї, відливали дзвони.
З латуні — твердого з золотавим кольором сплаву міді (до 50%) із цинком — виготовляють деталі машин та сантехнічних виробів, інтер’єрні прикраси, корпуси годинників, дверні ручки.
З мельхіору — стійкого до корозії сплаву міді з нікелем (до 30% Ni) — вготовляють деталі машин, високоякісні деталі морських човнів, посуд, столові прибори.
З монелі — корозійно стійкого і стійкого до стирання сплаву (33% Cu і 66% Ni) — виробляють частини двигунів, лопаті турбін, а також монети.
Припій — легкоплавкий сплав (складається із двох частин олова та однієї частини свинцю) — використовують для паяння металів.
З дюралюмінію, або дюралю — легкого і міцного сплаву (93,5% Аl, 4,5% Cu, 1,5% Mg, 0,5% Mn)— виготовляють корпуси суден і літаків, балки для перекриття будинків, корпуси годинників.
Вправа 461 Зразок заліза масою 8,4 г занурили в хлоридну кислоту масою 200 г із масовою часткою HCl 6%. Обчисліть масу солі в розчині після реакції.
Відомо: m(Fe)=8,4 г, m(розчину)=200 г, w(HCl)=6%, або 0,06
Знайти: m(FeCl3)-?
Розв'язування
m(HCl)=m(розчину)•w(HCl)=200 г•0,06=12 г
M(HCl)=36,5 г/моль
n(HCl)=m(HCl):M(HCl)=12 г : 36,5 г/моль=0,33 моль
n(Fe)=m(Fe):M(Fe)=8,4 г:56 г/моль=0,15 моль
2. Запишемо рівняння реакції:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
За рівнянням реакції n(Fe)/1=n(HCl)/2. Підставимо значення у рівність,
отримуємо нерівність 0,15/1<0,33/2, отже, кислота взята в надлишку, вона реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними Fe.
За рівнянням реакції n(Fe):n(FeCl2)=1:1, тому
n(FeCl2)=n(HCl)=0,15 моль
M(FeCl2)=127 г/моль
m(FeCl2)=n(FeCl2)•M(FeCl2)=0,15 моль•127 г/моль=19,05 г
Відповідь: 19,05 г
Вправа 462 Під час взаємодії сплаву міді з цинком масою 13 г із надлишком хлоридної кислоти виділився водень об’ємом 2,24 л (н.у.). Обчисліть масові частки металів у сплаві.
Відомо: m(сплаву)=13 г, V(H2)=2,24 л
Знайти: w(Zn)-?, w(Cu)-?
Розв'язування
n(H2)=V(H2):VM=2,24 л : 22,4 л/моль=0,1 моль
У сплаві тільки цинк реагує з надлишком хлоридної кислоти з виділенням водню. Запишемо рівняння реакції:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
За рівнянням реакції n(Zn):n(H2)=1:1, тому
n(Zn)=n(H2)=0,1 моль
M(Zn)=65 г/моль
m(Zn)=n(Zn)•M(Zn)=0,1 моль•65 г/моль=6,5 г
w(Zn)=m(Zn):m(сплаву)=6,5 г : 13 г=0,5, або 50%
w(Cu)=100%-w(Zn)=100%-50%=50%
Відповідь: по 50%
Вправа 463 Зразок сталі масою 5 г спалили в струмені кисню. Під час реакції утворилися вуглекислий газ об’ємом 90 мл (н.у.) та силіцій (IV) оксид масою 0,12 г. Обчисліть масові частки Карбону і Силіцію в цьому зразку сталі.
Відомо: m(зразка)=5 г, V(СO2)=90 мл=0,09л , m(SiO2)=0,12 г
Знайти: w(V)-?, w(Si)-?
Розв'язування
v(CO2)=V(CO2):VM=0,09 л : 22,4 л/моль=0,004 моль
М(SiO2)=60 г/моль
v(SiO2)=m(SiO2):M(SiO2)=0,12 г : 60 г/моль=0,002 моль
Oбчислюємо кількість речовини атомів Карбону і Силіцію в продуктах реакції:
v(C)=v(CO2)=0,004 моль
v(Si)=v(SiO2)=0,002 моль
Oбчислюємо масу атомів Карбону і Силіцію в продуктах реакції:
m(C)=v(C)•M(C)=0,004 моль•12=0,048 г
m(Si)=v(Si)•M(Si)=0,002 моль•28=0,056 г
Знаходимо масові частки Карбону і Силіцію у зразку сталі:
w(C)=m(C):m(зразка)=0,048 г : 5 г=0,0096, або 0,96%
w(Si)=m(Si):m(зразка)=0,056 г : 5 г=0,0112, або 1,12%
Відповідь: 0,96% C; 1,12% Si
Вправа 464 Чи правильно говорити, що сплав — це суміш різних металів? Ні
Відповідь обґрунтуйте. Тільки у розплавленому стані метали зазвичай легко змішуються між собою, утворюючи однорідну суміш — розчин. Після охолодження такої суміші утворюється сплав.