Правильный ответ
- Рассчитаем массовую долю нитрата меди (II) в полученном растворе:
mост.(Cu(NO3)2) = nM = 0,2 • 188 = 37,6 г
mполуч. р–ра = mр–ра(Cu(NO3)2) + mр–ра(Na2CO3) − mуменьш. − m2(CO2) = 470 + 212 − 24 − 8,8 = 649,2 г
ωост.(Cu(NO3)2) = mост.(Cu(NO3)2) : mполуч. р–ра • 100 = 37,6 : 649,2 • 100 = 5,8%
Максимальный балл: 4
Полное решение
- Запишем уравнения реакций:
(1) 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3 (электролиз)
(2) 2HNO3 + Na2CO3 = 2NaNO3 + CO2 + H2O
- Рассчитаем количество прореагировавшего нитрата меди и образованной азотной кислоты:
mвсего(Cu(NO3)2) = mр–ра ω = 470 • 0,2 = 94 г ⇒ nвсего(Cu(NO3)2) = m : M = 94 : 188 = 0,5 моль
Пусть n1(Cu(NO3)2) = х моль, тогда n1(Cu) = х моль, n1(O2) = 0,5х моль.
mуменьш. = m1(Cu) + m1(O2) = 64х + 32 • 0,5х = 80х = 24 г ⇒ х = 24 : 80 = 0,3 моль
В процессе электролиза приняло участие 0,3 моль Cu(NO3)2 < nвсего(Cu(NO3)2) = 0,5 моль
Электролиз воды дополнительно не протекал.
n1(Cu) = 0,3 моль, n1(O2) = 0,15 моль.
n1(HNO3) = 2 • n1(Cu(NO3)2) = 2 • 0,3 = 0,6 моль
nост.(Cu(NO3)2) = nвсего(Cu(NO3)2) − n1(Cu(NO3)2) = 0,5 − 0,3 = 0,2 моль
- Рассчитаем количество вещества образовавшегося углекислого газа и его массу:
mвсего(Na2CO3) = mр–ра ω = 212 • 0,1 = 21,2 г ⇒ nвсего(Na2CO3) = m : M = 21,2 : 106 = 0,2 моль
0,6 : 2 = 0,3 моль > 0,2 : 1 = 0,2 моль ⇒ Na2CO3 в недостатке
n2(CO2) = nвсего(Na2CO3) = 0,2 моль ⇒ m2(CO2) = n • M = 0,2 • 44 = 8,8 г
- Рассчитаем массовую долю нитрата меди (II) в полученном растворе:
mост.(Cu(NO3)2) = nM = 0,2 • 188 = 37,6 г
mполуч. р–ра = mр–ра(Cu(NO3)2) + mр–ра(Na2CO3) − mуменьш. − m2(CO2) = 470 + 212 − 24 − 8,8 = 649,2 г
ωост.(Cu(NO3)2) = mост.(Cu(NO3)2) : mполуч. р–ра • 100 = 37,6 : 649,2 • 100 = 5,8%
Максимальный балл: 4
