Question

Нитрат меди (II) массой 65,8г частично разложился при нагревании. Весь полученный при этом твердый остаток добавили к 357г 15% раствора азотной кислоты. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе, если массовая доля кислорода (как элемента) в твердом остатке составляла 24,16%.

Answer 1

Ответ:

17% Cu(NO3)2

Объяснение:

Пусть разложилось х моль нитрата меди (II) (М = 188 г/моль) по уравнению

2Cu(NO3)2 ---> 2CuO + 4NO2 + O2

и образовалось х моль оксида меди CuO (М = 80 г/моль), который содержит х моль кислорода как элемента.

В 65,8/188 - х = 0,35 - х молях нитрата меди, который не разложился, содержится 6*(0,35 - х) = 2,1 - 6х моль кислорода как элемента.

Тогда общая масса кислорода как элемента равна

16*(2,1 - 6х + х) = 33,6 - 80х граммов.

Масса твёрдого остатка после частичного разложения равна

80х + 188*(0,35 - х) граммов. Тогда, согласно условию:

(80х + 188*(0,35 - х))*0,2416 = 33,6 - 80х, откуда х = 0,33 моль.

Таким образом, твёрдый остаток состоит из 0,33 моль CuO, что имеет массу 0,33*80 = 26,4 грамма, и 0,35 - 0,33 = 0,02 моль Cu(NO3)2, что имеет массу 0,02*188 = 3,76 грамма.

Масса твёрдого остатка равна 26,4 + 3,76 = 30,16 грамма.

При растворении в азотной кислоте (М = 63 г/моль) (количеством 357*0,15/63 = 0,85 моль, следовательно, кислота взята в избытке) по уравнению

CuO + 2HNO3 ---> Cu(NO3)2 + H2O образуется 0,33 моль нитрата меди, что вместе с нитратом из остатка даст 0,33 + 0,02 = 0,35 моль, или 0,35*188 = 65,8 грамма.

Общая масса раствора после протекания всех реакций равна 30,16 + 357 = 387,16 грамма.

Массовая доля соли в полученном растворе составит 65,8/387,16 = 0,17, или 17%.

Answer 2

Давайте разберемся с этой задачей по шагам:

1. Начнем с разложения нитрата меди (II) (Cu(NO3)2):

   • Масса нитрата меди (II) = 65.8 г.

2. Поскольку мы знаем, что массовая доля кислорода в твердом остатке составляет 24.16%, мы можем использовать эту информацию для определения массы кислорода в остатке. Это позволит нам вычислить массу меди в остатке.

   • Масса кислорода в остатке = 24.16% от массы твердого остатка = 0.2416 * 65.8 г = 15.94 г.
   • Масса меди в остатке = Масса нитрата меди (II) - Масса кислорода в остатке = 65.8 г - 15.94 г = 49.86 г.

3. Теперь, когда у нас есть масса меди в остатке, давайте найдем количество моль меди в остатке. Для этого мы должны знать молекулярную массу меди (Cu). Молекулярная масса Cu составляет около 63.55 г/моль.

   • Количество моль меди = Масса меди в остатке / Молекулярная масса Cu = 49.86 г / 63.55 г/моль ≈ 0.784 моль.

4. Теперь давайте рассмотрим реакцию нитрата меди (II) с азотной кислотой (HNO3). Основная реакция будет следующей:

   Cu(NO3)2 + 2HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2

   В данной реакции 1 моль Cu(NO3)2 реагирует с 2 молями HNO3.

   • Количество моль Cu(NO3)2 = 0.784 моль (как мы рассчитали ранее).
   • Массовая доля азотной кислоты в 15% растворе равна 15% или 0.15.

5. Теперь мы можем найти массу азотной кислоты (HNO3) в растворе:

   • Масса HNO3 = Количество моль Cu(NO3)2 * (Массовая доля HNO3 в растворе) = 0.784 моль * 0.15 ≈ 0.1176 г.

6. Теперь найдем массовую долю соли (Cu(NO3)2) в полученном растворе:

   • Массовая доля соли = (Масса Cu(NO3)2 / (Масса Cu(NO3)2 + Масса HNO3)) * 100% = (49.86 г / (49.86 г + 0.1176 г)) * 100% ≈ 99.76%.

Итак, массовая доля соли (Cu(NO3)2) в полученном растворе составляет около 99.76%.