Задание 34 ЕГЭ по химии · B53025

Запишем уравнения реакций растворения меди и оксида меди(I) в концентрированной азотной кислоте:
Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
Для оксида меди(I) уравнение имеет вид:
Cu₂O + 6HNO₃ → 2Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 3H₂O
Масса соли в полученном растворе:
m(Cu(NO₃)₂) = 470 г · 0,40 = 188 г
Молярная масса нитрата меди(II) равна 188 г/моль, поэтому количество соли составляет:
n(Cu(NO₃)₂) = 188 г188 г/моль = 1 моль
Пусть массы меди, оксида меди(I) и гидроксида натрия равны соответственно 8x, 9x и 20x. Тогда количество соли, образовавшейся из меди и оксида меди(I), равно:
8x64· 1 + 9x144· 2 = 1
Решая уравнение, получаем:
x8 + x8 = 1; x = 4 г
Следовательно, массы веществ равны:
m(Cu)=32 г; m(Cu₂O)=36 г; m(NaOH)=80 г
Количество вещества гидроксида натрия:
n(NaOH)=80 г40 г/моль=2 моль
По уравнениям реакций на растворение металлов израсходовано азотной кислоты:
n(HNO₃)_расх.=3264· 4+36144· 6=2+1,5=3,5 моль
Оставшаяся после выделения соли азотная кислота нейтрализуется гидроксидом натрия по уравнению:
HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O
Так как соотношение веществ в реакции нейтрализации равно 1:1, в оставшемся растворе содержалось 2 моль азотной кислоты. Тогда исходное количество азотной кислоты:
n(HNO₃)=3,5+2=5,5 моль
Масса азотной кислоты в исходном растворе:
m(HNO₃)=5,5 моль· 63 г/моль=346,5 г
В реакциях образовалось 1,5 моль оксида азота(IV), поэтому масса выделившегося газа равна:
n(NO₂)=3264· 2+36144· 2=1,5 моль; m(NO₂)=1,5· 46=69 г
Масса исходного раствора азотной кислоты определяется из материального баланса: к его массе добавились металлы, а масса оксида азота(IV) была потеряна:
m_{исх. раствора}+32+36-69=470; m_{исх. раствора}=471 г
Массовая доля азотной кислоты в исходном растворе:
ω(HNO₃)=346,5 г471 г· 100%=73,6%