Question

При взаимодействии гидроксида натрия массой 20 г с хлоридом аммония получили 5,6 литров аммиака. Определите массовую долю (%) выхода аммиака от теоретически возможного. Хватит ли выделившегося аммиака для восстановления меди из оксида меди (II) массой 10 г ? Какой объём займёт азот, полученный при этом (н.у.)?

Answer 1

NaOH + NH4Cl → NaCl + NH3↑ + H2O
По уравнению реакции, теоретически из 1 моль NaOH должен получиться 1 моль NH3.
В реакции из 20 г NaOH должны теоретически получиться:
m(NH3, теор.) = m(NaOH) / M(NaOH) х М(NH3) = 20/40х17 = 8,5 г
В реакции практически получились: n(NH3) = V/Vm = 5,6/22,4 = 0,25 моль, т.е.
m(NH3, практ.) = n х М = 0,25 х 17 = 4,25 г
Масс. доля (%) выхода аммиака от теоретически возможного:
φ%=m(NH3, практ.) / m(NH3, теор.) х 100 = 4,25 / 8,5 х 100 = 50%

3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2↑ + 3H2O
По уравнению реакции, для восстановления меди из 3 моль CuO нужны 2 моль NH3.
n(CuО) = m/M = 10/79,5 = 0,126 моль
Для восстановления меди нужны 0,126 ∙ 2 / 3 = 0,084 моль NH3, а в первой реакции получились 0,25 моль, поэтому выделившегося аммиака хватит на восстановление меди из 10 г CuO, аммиак в избытке.

Из 3 моль CuO получ. 1 моль N2
а из 0,126 моль CuO получ. 0,126 / 3 = 0,042 моль N2
V(N2) = Vm ∙ n = 0,042 ∙ 22,4 = 0,94 л