Question

В 250 г 26%-ной азотной кислоты внесли 15,9 г меди. Определите массовые доли веществ, содержащихся в растворе по окончании реакции. Растворимостью газообразного продукта можно пренебречь.

Answer 1

n(HNO3)=m(HNO3)/M(HNO3) = m1(р-ра) ∙ ω1 / M(HNO3) = 250 г ∙ 0,260 / 63,0 г/моль = 1,03 моль
n(Cu)= m(Cu) / M(Cu) = 15,9 г / 63,5 г/моль = 0,250 моль

3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Для полного растворения 3 моль Cu необходимы 8 моль HNO3,
а для полного растворения 0,250 моль Cu необходимы 0,250 ∙ 8 / 3 = 0,668 моль HNO3, поэтому кислота в избытке в кол-ве 1,03 - 0,668 = 0,362 моль.

n(Cu(NO3)2)=n(HNO3)=0,250 моль
В полученном растворе содержатся 0,362 моль HNO3 и 0,250 моль Cu(NO3)2.
В рез. реакции из раствора выделился газ NO в кол-ве:
n(NO)=n(Cu) ∙ 2 / 3 = 0,167 моль

Масса полученного р-ра:
m2(р-ра) = m1(р-ра HNO3) + m(Cu) - m(NO) = 250 + 15,9 - 0,167 ∙ 30,0 = 261 г
Массовые доли веществ в полученном растворе:
ω(HNO3) = m(HNO3) / m2(р-ра) = n(HNO3 изб.) ∙ m(HNO3) / m2(р-ра) = 0,362 моль ∙ 63,0 г/моль / 261 г = 0,0874 (или 0,0874 ∙ 100 = 8,74%)
ω(Cu(NO3)2) = m(Cu(NO3)2) / m2(р-ра) = n(Cu(NO3)2) ∙ m(Cu(NO3)2) / m2(р-ра) = 0,250 моль ∙ 188 г/моль / 261 г = 0,180 (или 0,180 ∙ 100 = 18,0%)