Добрый вечер! У меня возник...

Добрый вечер! У меня возник вопрос с задачей по химии, пожалуйста помогите! Определить массовую долю соли в растворе, получившимся после реакции меди в избытке 10% раствора азотной кислоты, если по окончанию окисления массовые доли кислоты и соли были равны.

Заранее спасибо!

Лучший ответ по мнению автора

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

12.04.13
Лучший ответ по мнению автора

Другие ответы

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

12.04.13

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

12.04.13

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%.

13.04.13

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).

13.04.13

«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).

13.04.13

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.

13.04.13

Михаил Александров

Читать ответы

Ольга

Читать ответы

Ирина Владимировна

Читать ответы
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Химия
Пользуйтесь нашим приложением Доступно на Google Play Загрузите в App Store