Химия
8 класс
Вопрос
Образец сплава серебра с медью массой 0,5134 г растворили в азотной кислоте и раствор после отделения нерастворимых примесей упарили досуха. При этом было получено 1,993 г смеси солей, среди которых содержалась медная соль, образующая кристаллогидрат. При нагревании смеси солей на термогравиметрических весах обнаружилось, что при температуре 120∘C происходит обезвоживание кристаллогидрата, при 400∘C соль разлагается с образованием смеси CuO и AgNO3, причем масса остатка составляет 0,7336 г. При дальнейшем нагревании до 700∘C в смеси остаются CuO и Ag, масса которых равна 0,5480 г.
Вычислите:
а) процентный состав сплава;
б) число молекул кристаллизационной воды, содержащихся в кристаллогидрате медной соли.
Ответ
Описанные в задаче превращения можно выразить следующими химическими уравнениями:
3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2O,
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,
Cu(NO3)2+nH2O=Cu(NO3)2⋅nH20 (упаривание),
Cu(NO3)2⋅nH2O120∘C=Cu(NO3)2+nH2O,
2Cu(NO3)2400∘С=2CuO+4NO2+O2,
2AgNO3700∘С=2Ag+2NO2+O2.
Поскольку переход от смеси CuO+AgNO3 (m1=0,7336 г) к смеси CuO+Ag (m2=0,5480) соответствует потере «групп NO3» (M=62), связанных с серебром, то Δm=0,7336−0,5480=0,1856 г, и количество серебра в сплаве
mAg=0,1856⋅107,962,0=0,3230 г.
Этому количеству серебра соответствует mAgNO3=(NULL,323:107,9)⋅169,9=0,5086 г AgNO3. Следовательно, в смеси содержится mCuO=0,7336−0,5086=0,2250 г, что соответствует
mCu=0,2250⋅63,5479,54=0,1797 г.
Таким образом, процентный состав сплава: (NULL,3230:0,5134)⋅100=62,91%Ag и (NULL,1797:0,5134)⋅100=35,0%Cu, кроме того в сплаве содержится 100−(NULL,91+35,0)=2,09% примесей, не растворимых в азотной кислоте.
В смеси находилось m=1,1933−0,5086=0,6847 г кристаллогидрата нитрата меди Cu(NO3)2⋅2H2O.
1 моль Cu соответствует 1 молю Cu(NO3)2 (M=187,55) и соответственно 1 молю Cu(NO3)2⋅nH2O(NULL,55+18,02n) г.
64,54 г Cu соответствует (NULL,55+18,02n) г Cu(NO3)2×nH2O,
0,1797 г Cu - 0,6847 г Cu(NO3)2⋅nH2O, отсюда n=3, т. е. формула соли Cu(NO3)2⋅3H2O.