Анастасия1 год назад
Для решения данной задачи нам понадобятся следующие формулы:
Массовая доля вещества в растворе: w(%) = (m(в-ва)/m(р-ра))*100%
Молекулярная масса меди: M(Cu) = 63.546 г/моль
Молекулярный вес нитрата меди (II): M(Cu(NO3)2) = 187.5 г/моль
Плотность раствора: ρ(г/мл)
Объем раствора: V(мл)
Закон сохранения массы (при химических реакциях масса исходных веществ равна массе продуктов реакции): m(исх.) = m(прод.)
Уравнение химической реакции: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
Уравнение реакции меди с азотной кислотой: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Решение:
Продолжи
Найдем массу сульфата меди в исходном растворе: m(CuSO4) = w(%) * m(р-ра) / 100 % = 5 % * 160 г / 100 % ≈ 8 г
Запишем уравнение реакции и найдем массу меди, которая образуется в результате реакции с цинком:
n(Cu) : n(Zn) = 1:1
m(Cu) = M(Cu)*n(Cu)
n(Zn) = m(Zn)/M(Zn)
m(Zn) = 2,6 г
M(Zn) = 65,38 г/моль
n(Zn) = 2.6 г / 65.38 г/моль ≈ 0.04 моль
n(Cu) ≈ 0.04 моль
m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) ≈ 25.4 г
Найдем массовую долю азотной кислоты в исходном растворе (учитывая, что ее плотность равна 1,055 г/см³):
ρ = m/V → m = ρ * V
m = 1.
Продолжи
055 * 20 ≈ 21.1 г
w(HNO3) = (21.1 г / 2000 мл) * 100 % ≈ 1.05 %
Найдем количество вещества нитрата меди(II), которое образуется в реакции меди с азотной кислотой, и его массу:
n(Cu(NO3)2) = ½ * n(Cu) ≈ ½ * 0.02 моль ≈ 0,01 моль
m(Cu(NO3)2) = M * n ≈ 187,5 г/моль * 0,01 моль ≈ 1,88 г
Найдем общую массу раствора после реакции с учетом того, что масса исходных компонентов (сульфат меди и азотная кислота) осталась неизменной:
m1(р-р) = m(р-ра CuSO4) + m(HNO3) - m(Cu) + m(воды)
где m(воды) - масса добавленной в реакцию воды, которую можно выразить через переменную x.
Продолжи
Найдем массовую долю нитрата меди во вновь образованном растворе:
w2(Cu(NO3)2) = (m(Cu(NO3)2)/m1(р-р)) * 100 %
Подставляя значения и решая уравнение относительно переменной x, получим:
Ответ: Массовая доля нитрата меди(II) во вновь образованном растворе составляет 9,4%.