Задание 34 ЕГЭ по химии · 442B97

Запишем уравнения реакций, протекающих в первой части смеси и во второй части смеси.
CuO+H₂SO₄→ CuSO₄+H₂O
Медь с разбавленной серной кислотой не реагирует. С разбавленной азотной кислотой медь реагирует с выделением оксида азота(II), а оксид меди(II) нейтрализуется кислотой.
3Cu+8HNO₃→3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O; CuO+2HNO₃→ Cu(NO₃)₂+H₂O
Обозначим массы меди и оксида меди(II) во всей смеси через m(Cu) и m(CuO). В одном моле меди содержится 29 моль протонов, а в одном моле оксида меди(II) — 37 моль протонов. Поэтому условие о массовой доле протонов имеет вид:
2964m(Cu)+3780m(CuO)=0,46(m(Cu)+m(CuO))
После преобразования получаем соотношение масс компонентов смеси:
-0,006875m(Cu)+0,0025m(CuO)=0; m(CuO)=2,75m(Cu)
В первой части масса сульфата меди(II) в растворе равна:
m(CuSO₄)=528 г·0,10=52,8 г
Количество вещества сульфата меди(II), а значит и оксида меди(II) в первой части, равно:
n(CuSO₄)=52,8160=0,33 моль; n(CuO)=0,33 моль
Масса оксида меди(II) в первой части и во всей исходной смеси соответственно равна:
m₁(CuO)=0,33·80=26,4 г; m(CuO)=52,8 г
По найденному соотношению определяем массу меди во всей смеси:
m(Cu)=52,82,75=19,2 г
Во второй равной части содержится 9,6 г меди и 26,4 г оксида меди(II). Найдём количество вещества каждого компонента:
n(Cu)=9,664=0,15 моль; n(CuO)=26,480=0,33 моль
По обоим уравнениям реакции из одного моля меди и одного моля оксида меди(II) образуется один моль нитрата меди(II). Поэтому:
n(Cu(NO₃)₂)=0,15+0,33=0,48 моль
Масса нитрата меди(II) в образовавшемся растворе равна:
m(Cu(NO₃)₂)=0,48·188=90,24 г
При реакции меди выделяется оксид азота(II). Из уравнения реакции следует, что из 3 моль меди образуется 2 моль NO:
n(NO)=0,15·23=0,10 моль; m(NO)=0,10·30=3,0 г
Масса образовавшегося раствора равна массе второй части смеси и раствора азотной кислоты за вычетом массы выделившегося газа:
m_р-ра=19,2+52,82+700-3,0=733 г
Вычисляем массовую долю нитрата меди(II) в образовавшемся растворе:
ω(Cu(NO₃)₂)=90,24733·100%=12,31%