Задание 34 ЕГЭ по химии · 71CBFF
Химические расчёты · 75 заданий
Смесь меди и оксида меди(I) общей массой 99,2 г полностью растворили в 800 г концентрированной азотной кислоты, взятой в избытке. Известно, что при этом атомы меди в оксиде меди(I) отдали в общей сложности в 3 раза больше электронов, чем атомы металлической меди. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Запишем уравнения реакций меди и оксида меди(I) с концентрированной азотной кислотой:
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Для оксида меди(I) уравнение реакции имеет вид:
Cu2O + 6HNO3 → 2Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 3H2O
Пусть количество вещества меди равно x моль, а количество вещества оксида меди(I) равно y моль. В металлической меди каждый атом отдаёт 2 электрона. В оксиде меди(I) два атома меди отдают по 1 электрону, то есть одна формульная единица отдаёт 2 электрона. По условию:
2y=3· 2x, y=3x
Составим уравнение по массе смеси. Используем M(Cu)=64 г/моль и M(Cu2O)=144 г/моль:
64x+144y=99,2
Подставим y=3x и найдём количества веществ:
64x+144·3x=99,2; 496x=99,2; x=0,2 моль; y=0,6 моль
По уравнениям реакций из 1 моль меди образуется 1 моль соли, а из 1 моль оксида меди(I) — 2 моль соли. Поэтому:
n(Cu(NO3)2)=x+2y=0,2+2·0,6=1,4 моль
Молярная масса нитрата меди(II):
M(Cu(NO3)2)=64+2·(14+3·16)=188 г/моль
Найдём массу соли:
m(Cu(NO3)2)=1,4·188=263,2 г
Количество вещества выделившегося диоксида азота равно удвоенному количеству исходных веществ:
n(NO2)=2x+2y=2·0,2+2·0,6=1,6 моль
Масса диоксида азота, покинувшего раствор:
m(NO2)=1,6·46=73,6 г
Масса полученного раствора равна массе азотной кислоты и исходной смеси за вычетом массы выделившегося газа:
mр-ра=800+99,2-73,6=825,6 г
Рассчитаем массовую долю соли в растворе:
ω(Cu(NO3)2)=263,2825,6·100%=31,88%≈31,9%
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Для оксида меди(I) уравнение реакции имеет вид:
Cu2O + 6HNO3 → 2Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 3H2O
Пусть количество вещества меди равно x моль, а количество вещества оксида меди(I) равно y моль. В металлической меди каждый атом отдаёт 2 электрона. В оксиде меди(I) два атома меди отдают по 1 электрону, то есть одна формульная единица отдаёт 2 электрона. По условию:
2y=3· 2x, y=3x
Составим уравнение по массе смеси. Используем M(Cu)=64 г/моль и M(Cu2O)=144 г/моль:
64x+144y=99,2
Подставим y=3x и найдём количества веществ:
64x+144·3x=99,2; 496x=99,2; x=0,2 моль; y=0,6 моль
По уравнениям реакций из 1 моль меди образуется 1 моль соли, а из 1 моль оксида меди(I) — 2 моль соли. Поэтому:
n(Cu(NO3)2)=x+2y=0,2+2·0,6=1,4 моль
Молярная масса нитрата меди(II):
M(Cu(NO3)2)=64+2·(14+3·16)=188 г/моль
Найдём массу соли:
m(Cu(NO3)2)=1,4·188=263,2 г
Количество вещества выделившегося диоксида азота равно удвоенному количеству исходных веществ:
n(NO2)=2x+2y=2·0,2+2·0,6=1,6 моль
Масса диоксида азота, покинувшего раствор:
m(NO2)=1,6·46=73,6 г
Масса полученного раствора равна массе азотной кислоты и исходной смеси за вычетом массы выделившегося газа:
mр-ра=800+99,2-73,6=825,6 г
Рассчитаем массовую долю соли в растворе:
ω(Cu(NO3)2)=263,2825,6·100%=31,88%≈31,9%
Пример ответа
Массовая доля нитрата меди(II) в полученном растворе равна 31,9%.
Похожие задания
34Смесь нитрата магния Mg(NO3)2 и нитрата серебра AgNO3, в которой масса протонов в ядрах всех атомов…Химические расчёты · 75 заданий · 6B81D034Смесь нитрата натрия и нитрата серебра общей массой 42,5 г, в которой масса протонов в ядрах всех атомов…Химические расчёты · 75 заданий · 6BFD7534В две колбы налили по 350 г концентрированной азотной кислоты. Затем во вторую колбу добавили 250 г воды. В…Химические расчёты · 75 заданий · 6CB2E234Смесь кальция и карбоната кальция, в которой массовая доля атомов кальция равна 50%, растворили в 300 г…Химические расчёты · 75 заданий · 6FF51634При растворении в воде 114,8 г цинкового купороса (ZnSO4 · 7H2O) получили 10%-ный раствор соли. К полученному…Химические расчёты · 75 заданий · 73104634При нагревании хлората калия KClO3 в присутствии катализатора часть вещества разложилась. При этом выделилось…Химические расчёты · 75 заданий · 768D1E34Растворимость безводного хлорида кальция при некоторой температуре составляет 55,5 г на 100 г воды.…Химические расчёты · 75 заданий · 78B8EA34В колбу с холодным раствором серной кислоты внесли пероксид бария, при этом оба вещества между собой…Химические расчёты · 75 заданий · 8120D9
Нужен репетитор по химии?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по химии в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.