Добрый вечер! У меня возник... - вопрос №606441

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Пусть в реакцию вступило х моль Cu

n(Cu) = x моль

m(Cu) = 64x г

По уравнению реакции:

m(HNO3) = 8/3*x*63 = 168x

m(NO) = 2/3*x*30 = 20x

m(Cu(NO3)2) = 188x

mр-ра = m + 64х — 20х = m +44x

где m — масса раствора HNO3 до реакции

m(HNO3) = 0,1m в исходном растворе

W%(Cu(NO3)2) = 188x/(m + 44x) *100%

W%(HNO3) = (0,1m-168x)/(m+44x) *100%

188x/(m + 44x) *100% = (0,1m-168x)/(m+44x) *100%

188х = 0,1m — 168х

356х = 0,1m

x = 0,1m/356

W%(Cu(NO3)2) = 188x/(m + 44x) *100%

W%(Cu(NO3)2) = 188*(0,1m/356)/(m + 44*(0,1m/356)) *100%

W%(Cu(NO3)2) = 0,0528m/1,0124m *100% = 5,216%

Ответ: 5,216%

Оцените, пожалуйста, ответ. Если он Вас устраивает, отметьте как лучший. Спасибо

Для разбавленного 10% раствора азотной кислоты реакция с металлом имеет вид:

5Cu + 12HNO3 → 5Cu(NO3)2 + N2↑ + 6H2O

Пусть в реакцию вступило 100 г HNO3 (обозначим m1), тогда

n(HNO3) = m1/M = 100/63 = 1,58 моль

n(Cu(NO3)2) = 1,58*5/12 = 0,658 моль (по уравнению р-ции), отсюда

m(Cu(NO3)2) = n(Cu(NO3)2)*M(Cu(NO3)2) = 0,658*188 = 123,704 г

Поскольку массовые доли соли и кислоты после окисления равны, значит:

m(Cu(NO3)2) = m2(HNO3) = 123,704 г (m2(HNO3) – масса остатка к-ты, не вступившей в реакцию). Находим массу HNO3 в исходном растворе:

m(HNO3) = m1(HNO3) + m2(HNO3) = 100 + 123,704 = 223,704 г, отсюда находим массу р-ра:

223,704 — 10%

m(р-ра) — 100%

m(р-ра) = 2237,04 г

n(Cu) = n(Cu(NO3)2) = 0,658 моль (по уравнению р-ции)

m(Cu) = n(Cu)*M(Cu) = 0,658*64 = 42,11 г

Т.о., масса раствора кислоты после добавления меди будет составлять:

m1(р-ра) = m(р-ра) + m(Cu) = 2237,04 + 42,11 = 2279,15 г

В результате реакции в растворе образовалось 123,704 соли, вычисляем её массовую долю:

w(Cu(NO3)2) = 123,704/2279,15 = 0,054 или 5,4%

Ответ: 5,4% соли

У Федора Жукова уравнение р-ции записано правильно. Я из-за спешки забыл учесть, что медь — малоактивный металл.

Оба ранее ответивших «забыли» про воду, обр-ся в рез-те р-ии меди с к-ой; поскольку их решения расписаны подробно, ограничусь лишь краткой частью своего решения:

1) ур-е р-ии в моем решении соот-т приведенному Федором Жуковым;

2) мой расчет велся на 100 г исх-го р-ра HNO3;

3) полученное после подсчетов равенство: 1.119*х=10-х;

4) найденные массовые доли к-ты и соли соот-но равны 5.2454% и 5.24539%.

Евгений, а каким образом вода, образовавшаяся в результате реакции меди с кислотой, должна была повлиять на ход решения задачи? В нашем случае из системы улетучивается лишь оксид азота и, поэтому, его массой мы вполне можем пренебречь. А вот вода остаётся на месте и никуда не теряется, во всяком случае, о выпаривании воды из раствора в условии задачи ничего не сказано. И сам раствор из-за изменения количества воды в рез-те реакции легче или тяжелее тоже не становится по закону сохранения масс. Увеличение же общей массы воды в растворе за счет реакции — это мы видим, но поскольку требуется вычислить массовую долю соли, то вода нам не интересна. Нам нужно знать массу соли m(Cu(NO3)2) и знать общую массу раствора, которая до реакции равна: m(Cu) + m(р-ра HNO3), после реакции: m(Cu) + m(р-ра HNO3) – m(NO).

«но поскольку требуется вычислить массовую долю соли, то вода нам не интересна???!!!. Нам нужно знать массу соли m(Cu(NO3)2) и знать общую массу раствора, которая до реакции???!!!!» — вдумайся в свой ответ и найди в нем ошибки (подсказка — вспомнить формулу расчета массовой доли в-ва в р-ре вообще и в ВОДНОМ р-ре в частности).

Покорнейше благодарю за подсказку.

Итак, как мы с вами помним, массовая доля вещества – это отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы (или вы не согласны?) и выражается формулой:

w(X) = m(X)/m

где w(X) – массовая доля в-ва Х, m(X) – масса в-ва Х, m – масса всей системы (под системой может подразумеваться и раствор, и соединение какого-либо вещества, и смесь в-в). Если у вас имеются ещё варианты нахождения массовой доли вещества, пожалуйста, укажите. Особенно буду рад увидеть формулу расчета массовой доли в-ва «в ВОДНОМ р-ре в частности».

Закон сохранения масс гласит: масса (вес) веществ, вступающих в реакцию равна массе (весу) веществ, образующихся в результате реакции. В нашем случае:

m(Cu) + m(HNO3) = m(Cu(NO3)2)+ m(NO) + m(H2O)

Как вы уже догадались, масса остатка азотной кислоты, не вступившего в реакцию, остаётся неизменной, масса растворителя (воды) увеличивается за счет образовавшейся воды в результате реакции, однако на общую массу раствора это не повлияло (пояснять не нужно?). Таким образом, общую массу нашей системы перед реакцией можно представить как: m(Cu) + m(р-ра HNO3), после реакции: m(Cu(NO3)2)+ m(NO) + m(H2O) + m(остаток кислоты) + m(исходной воды). Между ними стоит знак равенства:

m(Cu) + m(р-ра HNO3) = (Cu(NO3)2)+ m(NO) + m(H2O) + m(остаток кислоты) + m(исходной воды). Так как, у нас NO выходит из системы, мы вычитаем его массу: m(Cu) + m(р-ра HNO3) — m(NO). Количество меди, оксида азота и кислоты находим по уравнению реакции, через пропорцию выражаем массу исходного раствора кислоты и, прибавив к нему массу меди, определяем общую массу раствора. Массу соли мы тоже вычисляем по уравнению и находим её массовую долю в растворе. Спрашивается, причем тут вода? Мы её никуда не деваем – она у нас итак в растворе. Её количество (массу) нам учитывать не обязательно, мы же не моляльность вычисляем. Но если вам нравится искать другие решения, пожалуйста, вычисляйте через воду, никто, как говорится, не запрещает.