Question

Смесь KNO3 и Cu(NO3)2 массой 47,7 г прокалили до прекращения выделения газов. Полученный твердый остаток обработали водой, в результате чего его масса уменьшилась на 8.5 г. При этом получили 500 мл раствора с плотностью 1.12 г / мл. Определите массовые доли компонентов исходной смеси и рассчитайте массовую долю растворенного вещества в полученном растворе.

Answer 1

M(Cu(NO3)2) = 64 + 14*2 + 16*6 = 188 г/моль

M(CuO) = 64 + 16 = 80 г/моль

M(KNO3) = 39 + 14 + 16*3 = 101 г/моль

M(KNO2) = 39 + 14 + 16*2 = 85 г/моль

M(HNO2) = 1 + 14 + 16*2 = 47 г/моль

M(KOH) = 39 + 1 + 16 = 56 г/моль

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

2KNO3 =  2KNO2 + O2

CuO с водой не реагирует

KNO2 + H2O = KOH + HNO2 - растворяется

n(KNO3) = n(KNO2) = m/M = 8,5 / 85 = 0,1 моля

m(KNO3) = n*M = 0,1 * 101 = 10,1 г - масса в первоначальной смеси

m(Cu(NO3)2) = 47,7 - 10,1 = 37,6 г - масса в первоначальной смеси

m(Cu(NO3)2) = m/M = 37,6 / 188 = 0,2 моля

В исходной смеси

w(Cu(NO3)2) = 37,6 / 47,7 ~ 0,788 (78,8%)

w(KNO3) = 10,1 / 47,7 ~ 0.212 (21,2%)

Конечный раствор

m р-ра = 500*1,12 = 560 г

n(HNO2)=n(KOH)=n(KNO3)=0,1 моля

m(HNO2)=47 * 0,1 = 4,7 г

m(KOH) = 56 * 0,1 = 5,6 г

m в-ва = m(HNO2) + m(KOH) = 4,7 + 5,6 = 10,3 г

w= 10,3 / 560 ~ 0,0184 (1,84%)

Answer 2

Давайте обозначим массы KNO3 и Cu(NO3)2 в исходной смеси как m(KNO3) и m(Cu(NO3)2) соответственно.

1. Найдем массу образовавшегося твердого остатка после прокаливания: Масса образовавшегося твердого остатка = 47.7 г - 8.5 г = 39.2 г

2. Рассчитаем массовые доли KNO3 и Cu(NO3)2 в исходной смеси: Массовая доля KNO3 = m(KNO3) / (m(KNO3) + m(Cu(NO3)2)) Массовая доля Cu(NO3)2 = m(Cu(NO3)2) / (m(KNO3) + m(Cu(NO3)2))

3. Рассчитаем массу KNO3 и Cu(NO3)2, которые остались после обработки водой: Масса остатка после обработки водой = 39.2 г Масса образовавшегося раствора = масса остатка до обработки - масса остатка после обработки Масса образовавшегося раствора = 47.7 г - 39.2 г = 8.5 г

4. Рассчитаем массовую долю растворенного вещества в полученном растворе: Массовая доля растворенного вещества = масса образовавшегося раствора / объем раствора Массовая доля растворенного вещества = 8.5 г / 500 мл = 0.017 г/мл

5. Рассчитаем плотности KNO3 и Cu(NO3)2: Плотность KNO3 = 2.109 г/см³ Плотность Cu(NO3)2 = 2.07 г/см³

6. Рассчитаем объемы KNO3 и Cu(NO3)2 в исходной смеси: Объем KNO3 = m(KNO3) / Плотность KNO3 Объем Cu(NO3)2 = m(Cu(NO3)2) / Плотность Cu(NO3)2

7. Рассчитаем объем исходной смеси: Объем исходной смеси = Объем KNO3 + Объем Cu(NO3)2

Теперь, учитывая плотность раствора, мы можем рассчитать массу растворенного вещества в полученном растворе:

Масса растворенного вещества = Масса раствора - Масса воды Масса растворенного вещества = 500 мл * 1.12 г/мл - 8.5 г

Наконец, сведем все вычисления вместе и рассчитаем искомые значения:

• Найдем массовые доли KNO3 и Cu(NO3)2 в исходной смеси:

  Масса остатка после прокаливания = 39.2 г

  • Масса KNO3 в остатке: m(KNO3) = (Объем KNO3 / Объем исходной смеси) * Масса остатка после прокаливания

  • Масса Cu(NO3)2 в остатке: m(Cu(NO3)2) = (Объем Cu(NO3)2 / Объем исходной смеси) * Масса остатка после прокаливания

  • Массовая доля KNO3: Массовая доля KNO3 = m(KNO3) / (m(KNO3) + m(Cu(NO3)2))

  • Массовая доля Cu(NO3)2: Массовая доля Cu(NO3)2 = m(Cu(NO3)2) / (m(KNO3) + m(Cu(NO3)2))

• Рассчитаем массовую долю растворенного вещества в полученном растворе:

  Масса растворенного вещества = 500 мл * 1.12 г/мл - 8.5 г

  Массовая доля растворенного вещества = Масса растворенного вещества / Масса раствора

Обратите внимание, что для завершения расчетов требуется знать объемы KNO3 и Cu(NO3)2 в исходной смеси и плотности соответствующих веществ. Отсутствие этой информации не позволяет полностью выполнить расчеты.