Газ, выделившийся при взаимодействии 3,2 г меди с 100 мл 60%-й азотной кислоты (плотностью 1,4 г/мл), растворили в 100 г 15%-го раствора гидроксида натрия. Рассчитайте суммарную массовую долю солей в полученном растворе.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Запишем уравнения реакций:
$Cu + 4HNO_3$ ( конц ) = Cu ( NO_3 ) _2$ + 2NO_2$ + 2H_2$O$
$\ChemForm2NO_2 + 2NaOH = NaNO_3 + NaNO_2 + H_2O$
2. Количество вещества меди, вступившей в реакцию = :
$\nu ( Cu ) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{3.2}{64}$ = 0.05$ моль.
3. Количество вещества азотной кислоты, вступившей в реакцию = :
$m ( раствора HNO_3 ) = V \cdot p = 100 \cdot 1.4 = 140$ г,
$m ( HNO_3 ) = $\frac{m ( раствора HNO_3 ) \cdot \omega}{100}$ = $\frac{140 \cdot 60}{100}$ = 84$ г,
$\nu ( HNO_3 ) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{84}{63}$ = 1.33$ моль.
4. Азотная кислота взята в избытке, поэтому количество вещества образовавшегося газа считаем по количеству меди:
$\frac{0.05}{1} = \frac{\nu ( NO_2 )}{2}$
$\nu ( NO_2 ) = 0.1$ моль.
5. Количества вещества гидроксида натрия вступившего в реакцию = :
$m ( NaOH ) = $\frac{m ( раствора NaOH ) \cdot \omega}{100}$ = $\frac{100 \cdot 15}{100}$ = 15$ г,
$\nu ( NaOH ) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{15}{40}$ = 0.375$ моль.
6. Гидроксид натрия взят в избытке, поэтому количество вещества нитрита и нитрата натрия считаем по количеству диоксида азота:
$\frac{0.1}{2} = $\frac{\nu ( NaNO_2 )}{1}$ = \frac{\nu ( NaNO_3 )}{1}$
$\nu ( NaNO_2 ) = \nu ( NaNO_3 ) = 0.05$ моль.
7. Масса конечного раствора состоит масс из раствора гидроксида натрия и пропускающегося через него диоксида азота, поэтому:
$\omega ( NaNO_2 + NaNO_3 ) = $\frac{( \nu ( NaNO_2 ) \cdot M ( NaNO_2 ) + \nu ( NaNO_3 ) \cdot M ( NaNO_3 ) ) \cdot 100\%}{m ( раствора NaOH ) + \nu ( NO_2 ) \cdot M ( NO_2 )}$ =$
$= $\frac{( 0.05 \cdot 85 + 0.05 \cdot 69 ) \cdot 100}{100 + 0.1 \cdot 46}$ = 7.4 \%$ $\omega ( NaNO_2 + NaNO_3 ) =$
$= $\frac{( \nu ( NaNO_2 ) \cdot M ( NaNO_2 ) + \nu ( NaNO_3 ) \cdot M ( NaNO_3 ) ) \cdot 100\%}{m ( раствора NaOH ) + \nu ( NO_2 ) \cdot M ( NO_2 )}$ =$
$= $\frac{( 0.05 \cdot 85 + 0.05 \cdot 69 ) \cdot 100}{100 + 0.1 \cdot 46}$ = 7.4 \%$
Ответ: $$w$ ( NaNO_3$ и NaNO_2$ ) = 7,4$ %.
$Cu + 4HNO_3$ ( конц ) = Cu ( NO_3 ) _2$ + 2NO_2$ + 2H_2$O$
$\ChemForm2NO_2 + 2NaOH = NaNO_3 + NaNO_2 + H_2O$
2. Количество вещества меди, вступившей в реакцию = :
$\nu ( Cu ) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{3.2}{64}$ = 0.05$ моль.
3. Количество вещества азотной кислоты, вступившей в реакцию = :
$m ( раствора HNO_3 ) = V \cdot p = 100 \cdot 1.4 = 140$ г,
$m ( HNO_3 ) = $\frac{m ( раствора HNO_3 ) \cdot \omega}{100}$ = $\frac{140 \cdot 60}{100}$ = 84$ г,
$\nu ( HNO_3 ) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{84}{63}$ = 1.33$ моль.
4. Азотная кислота взята в избытке, поэтому количество вещества образовавшегося газа считаем по количеству меди:
$\frac{0.05}{1} = \frac{\nu ( NO_2 )}{2}$
$\nu ( NO_2 ) = 0.1$ моль.
5. Количества вещества гидроксида натрия вступившего в реакцию = :
$m ( NaOH ) = $\frac{m ( раствора NaOH ) \cdot \omega}{100}$ = $\frac{100 \cdot 15}{100}$ = 15$ г,
$\nu ( NaOH ) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{15}{40}$ = 0.375$ моль.
6. Гидроксид натрия взят в избытке, поэтому количество вещества нитрита и нитрата натрия считаем по количеству диоксида азота:
$\frac{0.1}{2} = $\frac{\nu ( NaNO_2 )}{1}$ = \frac{\nu ( NaNO_3 )}{1}$
$\nu ( NaNO_2 ) = \nu ( NaNO_3 ) = 0.05$ моль.
7. Масса конечного раствора состоит масс из раствора гидроксида натрия и пропускающегося через него диоксида азота, поэтому:
$\omega ( NaNO_2 + NaNO_3 ) = $\frac{( \nu ( NaNO_2 ) \cdot M ( NaNO_2 ) + \nu ( NaNO_3 ) \cdot M ( NaNO_3 ) ) \cdot 100\%}{m ( раствора NaOH ) + \nu ( NO_2 ) \cdot M ( NO_2 )}$ =$
$= $\frac{( 0.05 \cdot 85 + 0.05 \cdot 69 ) \cdot 100}{100 + 0.1 \cdot 46}$ = 7.4 \%$ $\omega ( NaNO_2 + NaNO_3 ) =$
$= $\frac{( \nu ( NaNO_2 ) \cdot M ( NaNO_2 ) + \nu ( NaNO_3 ) \cdot M ( NaNO_3 ) ) \cdot 100\%}{m ( раствора NaOH ) + \nu ( NO_2 ) \cdot M ( NO_2 )}$ =$
$= $\frac{( 0.05 \cdot 85 + 0.05 \cdot 69 ) \cdot 100}{100 + 0.1 \cdot 46}$ = 7.4 \%$
Ответ: $$w$ ( NaNO_3$ и NaNO_2$ ) = 7,4$ %.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 125296 • Задание №31
Цинк сплавили с твердым гидроксидом калия. К полученной соли добавили серную кислоту. К одной из образовавшихс...
ID 118416 • Задание №8
Сокращенное ионное уравнение
$\ChemFormCu в степени левая круглая скобка 2 плюс правая круглая скобка плюс S ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...