Правильный ответ
- Вычислим массовую долю азотной кислоты в исходном растворе
nисх.(HNO3) = n(Cu) • 4 + n(Cu2O) • 6 + n(NaOH)
nисх.(HNO3) = 0,5 • 4 + 0,25 • 6 + 2 = 5,5 моль
mисх.(HNO3) = M • n = 63 • 5,5 = 346,5 г
ω (HNO3) = 346,5 : 471 • 100% = 73,57%
Полное решение
- Запишем уравнения реакций
(1) Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
(2) Cu2O + 6HNO3 = 2Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 3H2O
(3) NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
- Вычислим количество исходных веществ
m(Cu(NO3)2) = m(p-pa) • ω = 470 • 0,4 = 188 г
nобщ.(Cu(NO3)2) = m : M = 188 : 188 = 1 моль
Пусть n(Cu) = n1(Cu(NO3)2) = x моль, тогда
n(Cu2O) = n2(Cu(NO3)2) : 2 = (1 − x) : 2 = 0,5 − 0,5х моль
m(Cu) = M • n = 64x г
m(Cu2O) = M • n = 144 • (0,5 − 0,5х) = 72 − 72х г
m(Cu) : m(Cu2O) = 8 : 9, отсюда 64x : (72 − 72х) = 8 : 9
х = 0,5 моль
n(Cu) = 0,5 моль, n(Cu2O) = (1 − 0,5) : 2 = 0,25 моль
m(Cu) = M • n = 64 • 0,5 = 32 г
m(Cu2O) = M • n = 144 • 0,25 = 36 г
m(Cu) : m(NaOH) = 8 : 20, отсюда 32 : y = 8 : 20
y = 80 г
n(NaOH) = m : M = 80 : 40 = 2 моль
- Вычислим массу раствора азотной кислоты
m(конеч. р-ра) = m(Cu) + m(Cu2O) + mp-pa(HNO3) – m(NO2) = 470 г
mp-pa(HNO3) = m(конеч. р-ра) − m(Cu) − m(Cu2O) + m(NO2)
mp-pa(HNO3) = 470 − 32 − 36 + (0,5 • 2 + 0,25 • 2) • 46 = 471 г
- Вычислим массовую долю азотной кислоты в исходном растворе
nисх.(HNO3) = n(Cu) • 4 + n(Cu2O) • 6 + n(NaOH)
nисх.(HNO3) = 0,5 • 4 + 0,25 • 6 + 2 = 5,5 моль
mисх.(HNO3) = M • n = 63 • 5,5 = 346,5 г
ω (HNO3) = 346,5 : 471 • 100% = 73,57%
