Правильный ответ
- Рассчитаем массу конечного раствора и массовую долю нитрата калия в нем
mконеч. р–ра = mр–ра после эл. + mдобав.(H2O) + m1(K2CO3) − m2(СO2) = 48,81 + 55 + 15,8 – 5 = 114,61 г
ω(KNO3) = m2(KNO3) : mконеч. р–ра • 100 = 23 : 114,61 • 100 = 20,07%
Максимальный балл: 4
Полное решение
- Запишем уравнения реакций
(1) 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3
(2) K2CO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + CO2 + H2O
- Рассчитаем количество нитрата меди и массу его насыщенного раствора
mвсего(Cu(NO3)2 в кристаллогидрате) = mкр. • M(Cu(NO3)2) : Mкр. = 55,28 • 188 : 296 = 35,11 г
nвсего(Cu(NO3)2 в кристаллогидрате) = m : M = 35,11 : 188 = 0,19 моль
(141 : 100) = 35,11 : х ⇒ x = mв насыщ. р–ре(H2O) = 24,9 г
mнасыщ. р–ра = mвсего(Cu(NO3)2) + mв насыщ. р–ре(H2O) = 35,11 + 24,9 = 60,01 г
- Рассчитаем массу раствора после электролиза и массу нитрата калия
n1(O2) = V : Vm = 1,544 : 22,4 = 0,07 моль ⇒ m1(O2) = n • M = 0,07 • 32 = 2,24 г
nпрореаг.(Cu(NO3)2) = n1(O2) • 2 = 0,07 • 2 = 0,14 моль
nоставш.(Cu(NO3)2) = nвсего(Cu(NO3)2) − nпрореаг.(Cu(NO3)2) = 0,19 − 0,14 = 0,05 моль
n1(Cu) = n1(O2) • 2 = 0,07 • 2 = 0,14 моль ⇒ m1(Cu) = n • M = 0,14 • 64 = 8,96 г
mр–ра после эл. = mнасыщ. р–ра − m1(Cu) − m1(O2) = 60,01 − 8,96 − 2,24 = 48,81 г
n1(HNO3) = n1(O2) • 4 = 0,07 • 4 = 0,28 моль
n2(K2CO3) = m : M = 15,8 : 138 = 0,114 моль
0,114 : 1 = 0,114 моль < 0,28 : 2 = 0,14 моль ⇒ K2CO3 в недостатке в реакции (2)
n2(KNO3) = n2(K2CO3) • 2 = 0,114 • 2 = 0,228 моль ⇒ m2(KNO3) = n • M = 0,228 • 101 = 23 г
n2(CO2) = n2(K2CO3) = 0,114 моль ⇒ m2(СO2) = n • M = 0,114 • 44 = 5 г
- Рассчитаем массу конечного раствора и массовую долю нитрата калия в нем
mконеч. р–ра = mр–ра после эл. + mдобав.(H2O) + m1(K2CO3) − m2(СO2) = 48,81 + 55 + 15,8 – 5 = 114,61 г
ω(KNO3) = m2(KNO3) : mконеч. р–ра • 100 = 23 : 114,61 • 100 = 20,07%
Максимальный балл: 4
