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:
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,
Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3,
Cu(OH)2t=CuO+H2O.
По этим уравнениям можно определить состав исходного раствора.
ν(CuO)=1,680=0,02моль,
ν(Cu(NO3)2)=ν(Cu(OH)2)=ν(CuO)=0,02моль,
ν(NaOH)=25,4⋅1,18⋅0,16040=0,12моль.
На реакцию с Cu(NO3)2 расходуется 0,02⋅2=0,04мольNaOH, оставшиеся 0,12 - 0,04 = 0,08 моль NaOH реагируют с H2SO4.
ν(H2SO4)=0,082=0,04моль.
C(Cu(NO3)2)=0,020,04=0,5моль/л,
C(H2SO4)=0,040,04=1моль/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=3Cu2++2NO+4H2O.
Избыток-недостаток определим по количеству молей реагентов:
ν(Cu)=2,564=0,0391моль,
ν(H+)=2ν(H2SO4)=0,08моль,
ν(NO−3)=2ν(Cu(NO3)2)=0,04моль.
С учетом коэффициентов ионной реакции оказывается, что в недостатке находятся ионы H+, поэтому:
ν(NO)=ν(H+)4=0,02моль,V(NO)=0,02⋅22,4=0,448л.
Ответ. 0,5 М Cu(NO3)2, 1 М H2SO4; 0,448 л NO.