Question

При разложении образца нитрата меди (II) выделилась смесь газов объемом 2,8 л (в пересчете на н.у.). Масса остатка составила 32,2 г. После этого остаток поместили в 50 мл воды и добавили 160 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе.

Answer 1

При разложении нитрата меди (II) образуются оксид меди (II), бурый газ – диоксид азота (IV) и кислород:

2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑ (нагревание)

Вычислим количество смеси газов – NO₂ и O₂:

ν(NO₂ + O₂) = 2,8 л/22,4 л/моль = 0,125 моль

По уравнению реакции ν(CuO) = 2/5ν(NO₂ + O₂) = 2/5 · 0,25 моль = 0,05 моль, следовательно,

m(CuO) = 80 г/моль · 0,05 моль = 4 г

Вычисли массу и количество вещества оставшегося нитрата меди (II):

m_ост.(Cu(NO₃)₂) = 32,2 г – 4 г = 28,2 г; ν_ост.(Cu(NO₃)₂) = 28,2 г/188 г/моль = 0,15 моль

Оксид меди (II) в воде не растворяется и не взаимодействует с щелочами, поэтому вклад в массу раствора вносить не будет. С гидроксидом натрия реагирует оставшийся нитрат меди (II):

Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaNO₃

По уравнению реакции взаимодействия нитрата меди (II) с гидроксидом натрия ν(NaOH) = 2ν_ост.(Cu(NO₃)₂) = 2ν(Cu(OH)₂), следовательно, ν(Cu(OH)₂) = 0,15 моль и ν(NaOH) = 0,3 моль.

>Вычислим массу оставшегося после реакции гидроксида натрия:

m_ост.(NaOH) = 160 г · 0,1 — 0,3 моль · 40 г/моль = 4 г

Для подсчета массы раствора необходимо учесть массу выпавшегося в осадок гидроксида меди (II):

m(Cu(OH)₂) = 98 г/моль · 0,15 моль = 14,7 г

Плотность воды при н.у. ρ(H₂O) = 1 г/см³, следовательно, ее масса в 50 мл равна 50 г.

Вычислим массу образовавшегося раствора и массовую долю оставшегося гидроксида натрия в нем:

m(р-ра) = 28,2 г + 50 г + 160 г – 14,7 г = 223,5 г

ω(NaOH) = m_ост.(NaOH)/m(р-ра) · 100% = 4 г/223,5 г · 100% = 1,79%