Главная страница
qrcode

Решение. Запишем уравнение термического разложения нитрата меди (II) 2Cu(no 3 ) 2 t


Скачать 120.1 Kb.
НазваниеРешение. Запишем уравнение термического разложения нитрата меди (II) 2Cu(no 3 ) 2 t
Анкорzadanie 34.docx
Дата23.02.2019
Размер120.1 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаzadanie_34.docx
ТипРешение
#56869
страница1 из 4
Каталог
  1   2   3   4

Вариант 1

При термической обработке нитрата меди (II) массой 94 г часть вещества разложилась и выделилось 11,2 л смеси газов. К полученному твердому остатку добавили 292г 10 % раствора соляной кислоты. Определите массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.

Решение.

  • Запишем уравнение термического разложения нитрата меди (II):

2Cu(NO3)2 t 2CuО + 4NO2 + O2 + {Cu(NO3)2}ост. (1),

где {Cu(NO3)2}ост. – неразложившаяся часть нитрата меди (II).

  • Таким образом, твердый остаток – это смесь образовавшегося оксида меди (II) и оставшегося нитрата меди (II).

  • С соляной кислотой реагирует только один компонент твердого остатка – образовавшийся CuО:

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O (2)

  • Рассчитаем количество вещества образовавшейся газовой смеси:

n(NO2 + O2) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль.

n(HCl(реакц.)) = 2∙n(CuО) = 2∙0,2 моль = 0,4 моль.

m(HCl (общ.))в-ва = m(HCl (общ.))р-ра ω(HCl) = 292 г ∙ 0,1 = 29,2 г.

n(HCl (общ.)) = m(HCl (общ.))в-ва / M(HCl) = 29,2 г / 36,5 г/моль = 0,8 моль.

  • Найдем количество вещества и массу оставшейся соляной кислоты в полученном растворе:

n(HCl(ост.)) = n(HCl (общ.)) – n(HCl(реакц.)) = 0,8 моль – 0,4 моль = 0,4 моль.

m(HCl(ост.)) = n(HCl(ост.))∙M(HCl) = 0,4 моль ∙ 36,5 г/моль = 14,6 г.

  • Найдем массу конечного раствора mкон.р-ра:

mкон.р-ра = m(CuО) + m(Cu(NO3)2(ост.)) + m(HCl (общ.))р-ра

  • Рассчитаем массу образовавшегося СuO:

m(CuО) = n(CuО)∙M(CuО) = 0,2 моль ∙ 80 г/ моль = 16 г.

  • Рассчитаем массу неразложившегося Cu(NO3)2:

n(Cu(NO3)2(реакц.)) = n(CuО) = 0,2 моль,

где Cu(NO3)2(реакц.) – разложившаяся часть нитрата меди (II).

m(Cu(NO3)2(реакц.)) = n(Cu(NO3)2(реакц.)) ∙ M(Cu(NO3)2) = 0,2 моль ∙ 188 г/моль = 37,6 г.

m(Cu(NO3)2(ост.)) = m(Cu(NO3)2(нач.)) – m(Cu(NO3)2(реакц.)) = 94 г – 37,6 г = 56,4 г.

  • mкон.р-ра = m(CuО) + m(Cu(NO3)2(ост.)) + m(HCl (общ.))р-ра = 16 г + 56,4 г + 292 г = 364,4г

  • Определим массовую долю соляной кислоты в полученном растворе ω(HCl)кон.р-р:

ω(HCl)кон.р-р = m(HCl(ост.))/mкон.р-ра = 14,6 г / 364, 4 г = 0,0401 (4,01 %)

Ответ: ω(HCl) = 4,01 %

Вариант 2

При прокаливании смеси карбоната натрия и карбоната магния до постоянной массы выделилось 4,48 л газа. Твердый остаток полностью прореагировал с 73 г 25%-ого раствора соляной кислоты. Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в исходной смеси.

Решение.

  • Запишем уравнение термического разложения карбоната магния:

MgCO3 t MgО + CO2 (1)

  • Таким образом, твердый остаток – это смесь образовавшегося оксида магния и исходного карбоната натрия. С соляной кислотой реагируют оба компонента твердого остатка:

MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O (2)

Na2CO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2↑ + H2O (3)

  • Рассчитаем количество вещества выделившегося CO2, выделившегося при разложении MgCO3:

n(CO2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль.

  • Из уравнения (1): n(MgО) = n(CO2) = 0,2 моль,

m(MgО) = n(MgО) ∙ M(MgО) = 0,2 моль ∙ 40 г/ моль = 8 г.

  • Найдём количество вещества соляной кислоты, потребовавшейся для реакции с MgO:

n(HCl)2 = 2∙n(MgО) = 2 ∙ 0,2 моль = 0,4 моль.

  • Найдём общую массу и количество вещества соляной кислоты, взятой для реакции:

m(HCl(общ.))в-ва = m(HCl (общ.))р-ра ω(HCl) = 73 г ∙ 0,25 = 18,25 г,

n(HCl(общ.)) = m(HCl (общ.))в-ва / M(HCl) = 18,25 г / 36,5 г/моль = 0,5 моль.

  • Найдём количество вещества соляной кислоты, потребовавшейся для реакции с Na2CO3:

n(HCl)3 = n(HCl(общ.)) – n(HCl)2 = 0,5 моль – 0,4 моль = 0,1 моль.

  • Найдем количество вещества и массу карбоната натрия в исходной смеси.

Из уравнения (3): n(Na2CO3) = 0,5∙n(HCl)3 = 0,5 ∙ 0,1 моль = 0,05 моль.

m(Na2CO3) = n(Na2CO3) ∙ M(Na2CO3) = 0,05моль,∙ 106 г/моль = 5,3 г.

  • Найдем количество вещества и массу карбоната магния в исходной смеси.

Из уравнения (1): n(MgCO3) = n(CO2) = 0,2 моль,

m(MgCO3) = n(MgCO3) ∙ M(MgCO3) = 0,2 моль ∙ 84 г/моль = 16,8 г.

  • Определим массу исходной смеси и массовую долю карбоната натрия в ней:

m(MgCO3 + Na2CO3) = m(MgCO3)+ m(Na2CO3) = 16,8 г + 5,3 г = 22,1г.

ω(Na2CO3) = m(Na2CO3) / m(MgCO3 + Na2CO3) = 5,3 г / 22,1г = 0,24 (24 %).

Ответ: ω(Na2CO3) = 24 %.

Вариант 9

При проведении электролиза 360 г 15 % раствора хлорида меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 4,48 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 66,6 г. Вычислите массу 10 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

Решение.

  • Запишем уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II):

CuCl2 Сu + Cl2

  • Найдем массу и количество вещества исходного хлорида меди (II):

m(CuCl2)исх. = m(CuCl2)р-ра ω(CuCl2) = 360 г ∙ 0,15 = 54 г

n(CuCl2)исх. = m(CuCl2)исх./М(CuCl2) = 54 г / 135 г/моль = 0,4 моль.

  • Найдем количество вещества выделившегося на аноде хлора:

n(Cl2) = V(Cl2) / Vm = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль.

  • Найдем количество вещества и массу CuCl2, оставшегося в растворе:

n(CuCl2)реакц. = n(Cl2) = 0,2 моль.

n(CuCl2)ост. = n(CuCl2)исх. n(CuCl2)реакц. = 0,4 моль – 0,2 моль = 0,2 моль.

m(CuCl2)ост. =n(CuCl2)ост. М(CuCl2) = 0,2 моль ∙ 135 г/моль = 27 г.

  • Найдем массу конечного раствора:

mкон.р-ра = m(CuCl2)р-ра m(Cl2) – m(Cu)

m(Cl2) = n(Cl2) ∙ М(Cl2) = 0,2 моль ∙ 71 г/моль = 14,2 г.

m(Cu) = n(Cu) ∙ М(Cu) = 0,2 моль ∙ 64 г/моль = 12,8 г.

mкон.р-ра = m(CuCl2)р-ра m(Cl2) – m(Cu) = 360 г – 14,2 г – 12,8 г = 333 г

ω(CuCl2)кон. = m(CuCl2)ост. / mкон.р-ра = 27 г / 333 г = 0,0811

  • Найдем массу и количество вещества хлорида меди (II) в отобранной порции:

m(CuCl2)порц. = mпорц р-ра.ω(CuCl2)кон. = 66,6 г ∙ 0,0811 = 5,4 г

n(CuCl2)порц. = m(CuCl2)порц. / М(CuCl2) = 5,4 г / 135 г/моль = 0,04 моль.

CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaCl

n(NaOH) = 2∙n(CuCl2)порц. = 2 ∙ 0,04 моль = 0,08 моль.

m(NaOH)в-ва = n(NaOH) ∙ М(NaOH) = 0,08 моль ∙ 40 г/моль = 3,2 г.

m(NaOH)р-ра = m(NaOH)в-ва / ω(NaOH) = 3,2 г / 0,1 = 32 г.

Ответ: m(NaOH)р-ра = 32 г.

Вариант 10

При проведении электролиза 500 г 16 % раствора сульфата меди (II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12 л газа. Из полученного раствора отобрали порцию массой 98,4 г. Вычислите массу 20 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимого для полного осаждения ионов меди из отобранной порции раствора.

Решение.

  • Запишем уравнение электролиза водного раствора сульфата меди (II):

2CuSO4 + 2H2O 2Сu + O2 + 2H2SO4

  • Найдем массу и количество вещества исходного сульфата меди (II):

m(CuSO4)исх. = m(CuSO4)р-ра ω(CuSO4) = 500 г ∙ 0,16 = 80 г

n(CuSO4)исх. = m(CuSO4)исх. / М(CuSO4) = 80 г / 160 г/моль = 0,5 моль.

  • Найдем количество вещества выделившегося на аноде кислорода:

n2) = V2) / Vm = 1,12 л / 22,4 л/моль = 0,05 моль.

  • Найдем количество вещества и массу CuSO4, оставшегося в растворе:

n(CuSO4)реакц. = 2∙n2) = 2 ∙ 0,05 моль = 0,1 моль.

n(CuSO4)ост. = n(CuSO4)исх. n(CuSO4)реакц. = 0,5 моль – 0,1 моль = 0,4 моль.

m(CuSO4)ост. =n(CuSO4)ост.М(CuSO4) = 0,4 моль ∙ 160 г/моль = 64 г.

  • Найдем массу конечного раствора:

mкон.р-ра = m(CuSO4)р-ра m(O2) – m(Cu)

m2) = n2) ∙ М2) = 0,05 моль ∙ 32 г/моль = 1,6 г.

n(Cu) = n(CuSO4)реакц. = 0,1 моль.

m(Cu) = n(Cu) ∙ М(Cu) = 0,1 моль ∙ 64 г/моль = 6,4 г.

mкон.р-ра = m(CuSO4)р-ра m(O2) – m(Cu) = 500 г – 1,6 г – 6,4 г = 492 г

n(H2SO4) = n(CuSO4)реакц. = 0,1 моль.

m(H2SO4) =n(H2SO4) М(H2SO4) = 0,1 моль ∙ 98 г/моль = 9,8 г.

ω(CuSO4)кон. = m(CuSO4)ост. / mкон.р-ра = 64 г / 492 г = 0,13

ω(H2SO4)кон. = m(H2SO4) / mкон.р-ра = 9,8 г / 492 г = 0,02

  • Найдем массу и количество вещества сульфата меди (II) в отобранной порции:

m(CuSO4)порц. = mпорц р-ра.ω(CuSO4)кон. = 98,4 г ∙ 0,13 = 12,8 г

n(CuSO4)порц. = m(CuSO4)порц. / М(CuSO4) = 12,8 г / 160 г/моль = 0,08 моль.

  • Найдем массу и количество вещества гидроксида бария в отобранной порции:

m(H2SO4)порц. = mпорц р-ра.ω(H2SO4)кон. = 98,4 г ∙ 0,02 = 1,968 г

n(H2SO4)порц. = m(H2SO4)порц. / М(H2SO4) = 1,968 г / 98 г/моль = 0,02 моль.

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 (1)

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (2)

  • Найдем массу гидроксида натрия, потребовавшегося для осаждения ионов Cu2+:

Из уравнения (1): n(NaOH)1 = 2∙n(CuSO4)порц. = 2 ∙ 0,08 моль = 0,16 моль.

Из уравнения (2):n(NaOH)2 = 2∙n(H2SO4)порц. = 2 ∙ 0,02 моль = 0,04 моль.

n(NaOH(реакц.)) = n(NaOH(реакц.)1) + n(NaOH(реакц.)2) = 0,16 моль + 0,04 моль = 0,2 моль

m(NaOH)в-ва = n(NaOH) ∙ М(NaOH) = 0,2 моль ∙ 40 г/моль = 8 г .

m(NaOH)р-ра = m(NaOH)в-ва / ω(NaOH) = 8 г / 0,2 = 40 г.

Ответ: m(NaOH)р-ра = 40 г.

Вариант 6

При разложении образца карбоната бария выделился газ объемом 1,12 л (в пересчете на н. у.). Масса твердого остатка составила 27,35 г. После этого к остатку добавили 73 г 30%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю соляной кислоты в образовавшемся растворе.

  • При разложении карбоната бария образуется оксид бария и выделяется углекислый газ:

ВаСО3 t ВаО + СО2

n(СO2) = 1,12 л / 22,4 л/моль = 0,05 моль,

следовательно, в результате реакции разложения карбоната бария образовалось 0,05 моль оксида бария и прореагировало также 0,05 моль карбоната бария. Вычислим массу образовавшегося оксида бария:

m(ВаО) = 153 г/моль ∙ 0,05 моль = 7,65 г.

  • Вычислим массу и количество вещества оставшегося карбоната бария:

m(ВаСО3)ост. = 27,35 г – 7,65 г = 19,7 г

n(ВаСО3)ост. = 19,7 г / 197 г/моль = 0,1 моль.

  •  С соляной кислотой взаимодействуют оба компонента твердого остатка – образовавшийся оксид бария и оставшийся карбонат бария:

ВаО + 2НСl → ВаСl2 + Н2O

ВаСО3 + 2НСl → ВаСl2 + CO2↑ + Н2O.

  • Вычислим количество вещества и массу хлороводорода, взаимодействующего с оксидом и карбонатом бария:

n(НCl) = (0,05 моль + 0,1 моль) ∙ 2 = 0,3 моль;

m(НСl) = 36,5 г/моль ∙ 0,3 моль = 10,95 г.

  • Вычислим массу оставшегося хлороводорода:

m(НСl)ост. = 73 г ∙ 0,3 – 10,95 г = 10,95 г.

  • Вычислим массу конечного раствора:

mкон.р-ра = mостатка + m(НCl)р-ра m(СО2) = 27,35 г + 73 г – 4,4 г = 95,95 г.

  • Массовая доля оставшейся соляной кислоты в растворе равна:

ω(HCl) = m(HCl)ост. / mкон.р-ра = 10,95 г / 95,95 г = 0,114 (11,4 %).
  1   2   3   4

перейти в каталог файлов


связь с админом