Химия

8 класс
Вопрос
Известно, что 40 мл раствора, содержащего нитрат меди (II) и серную кислоту, могут прореагировать с 25,4 мл 16,0%-ного раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,18 г/мл), а прокаливание выпавшего при этом осадка дает 1,60 г твердого вещества. Вычислите концентрации (в моль/л) нитрата меди (II) и серной кислоты в исходном растворе, а также объем газа (при н.у.), который выделяется при внесении 2,5 г порошкообразной меди в 40 мл этого раствора.
Ответ


Запишем уравнения реакций:

$H_{2}SO_{4} + 2NaOH = Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O$,
$Cu(NO_{3})_{2} + 2NaOH = Cu(OH)_{2} \downarrow + 2NaNO_{3}$,
$Cu(OH)_{2} \overset{t}{=} CuO + H_{2}O$.

По этим уравнениям можно определить состав исходного раствора.

$\nu (CuO) = \frac{1,6}{80} = 0,02 моль$,
$\nu (Cu(NO_{3})_{2}) = \nu (Cu(OH)_{2}) = \nu (CuO) = 0,02 моль$,
$\nu (NaOH) = \frac{25,4 \cdot 1,18 \cdot 0,160}{40} = 0,12 моль$.

На реакцию с $Cu(NO_{3})_{2}$ расходуется $0,02 \cdot 2 = 0,04 моль \: NaOH$, оставшиеся 0,12 - 0,04 = 0,08 моль $NaOH$ реагируют с $H_{2}SO_{4}$.

$\nu (H_{2}SO_{4}) = \frac{0,08}{2} = 0,04 моль$.
$C (Cu(NO_{3})_{2}) = \frac{0,02}{0,04} = 0,5 моль/л$,
$C (H_{2}SO_{4}) = \frac{0,04}{0,04} = 1 моль/л$.

Известно, что кислые растворы нитратов способны растворять металлы аналогично разбавленной азотной кислоте. В частности, медь растворяется в данном растворе с образованием $NO$. Для того, чтобы определить количество выделившегося газа, запишем уравнение реакции в сокращенной ионной форме:

$3Cu + 8H^{+} + 2NO_{3}^{-} = 3Cu^{2+} + 2NO + 4H_{2}O$.

Избыток-недостаток определим по количеству молей реагентов:

$\nu (Cu) = \frac{2,5}{64} = 0,0391 моль$,
$\nu (H^{+}) = 2 \nu (H_{2}SO_{4}) = 0,08 моль$,
$\nu (NO_{3}^{-} ) = 2 \nu (Cu(NO_{3})_{2}) = 0,04 моль$.

С учетом коэффициентов ионной реакции оказывается, что в недостатке находятся ионы $H^{+}$, поэтому:

$\nu (NO) = \frac{ \nu (H^{+})}{4} = 0,02 моль, V(NO) = 0,02 \cdot 22,4 = 0,448 л$.
Ответ. 0,5 М $Cu(NO_{3})_{2}$, 1 М $H_{2}SO_{4}$; 0,448 л $NO$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме