При разложении образца нитрата меди (II) выделилась смесь газов объемом 2,8 л (в пересчете на н.у.). Масса остатка составила 32,2 г. После этого остаток поместили
Вопрос от пользователя
При разложении образца нитрата меди (II) выделилась смесь газов объемом 2,8 л (в пересчете на н.у.). Масса остатка составила 32,2 г. После этого остаток поместили в 50 мл воды и добавили 160 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе.
Ответ от эксперта
При разложении нитрата меди (II) образуются оксид меди (II), бурый газ – диоксид азота (IV) и кислород:
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑ (нагревание)
Вычислим количество смеси газов – NO2 и O2:
ν(NO2 + O2) = 2,8 л/22,4 л/моль = 0,125 моль
По уравнению реакции ν(CuO) = 2/5ν(NO2 + O2) = 2/5 · 0,25 моль = 0,05 моль, следовательно,
m(CuO) = 80 г/моль · 0,05 моль = 4 г
Вычисли массу и количество вещества оставшегося нитрата меди (II):
mост.(Cu(NO3)2) = 32,2 г – 4 г = 28,2 г; νост.(Cu(NO3)2) = 28,2 г/188 г/моль = 0,15 моль
Оксид меди (II) в воде не растворяется и не взаимодействует с щелочами, поэтому вклад в массу раствора вносить не будет. С гидроксидом натрия реагирует оставшийся нитрат меди (II):
Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaNO3
По уравнению реакции взаимодействия нитрата меди (II) с гидроксидом натрия ν(NaOH) = 2νост.(Cu(NO3)2) = 2ν(Cu(OH)2), следовательно, ν(Cu(OH)2) = 0,15 моль и ν(NaOH) = 0,3 моль.
>Вычислим массу оставшегося после реакции гидроксида натрия:
mост.(NaOH) = 160 г · 0,1 — 0,3 моль · 40 г/моль = 4 г
Для подсчета массы раствора необходимо учесть массу выпавшегося в осадок гидроксида меди (II):
m(Cu(OH)2) = 98 г/моль · 0,15 моль = 14,7 г
Плотность воды при н.у. ρ(H2O) = 1 г/см3, следовательно, ее масса в 50 мл равна 50 г.
Вычислим массу образовавшегося раствора и массовую долю оставшегося гидроксида натрия в нем:
m(р-ра) = 28,2 г + 50 г + 160 г – 14,7 г = 223,5 г
ω(NaOH) = mост.(NaOH)/m(р-ра) · 100% = 4 г/223,5 г · 100% = 1,79%
