Рассчитайте массу соли, которую можно получить в результате взаимодействия меди и раствора массой 50 г с массовой долей азотной кислоты 60 % (кислота концентрированная)
Для того чтобы рассчитать массу соли, которую можно получить в результате взаимодействия меди с азотной кислотой, нужно выполнить несколько шагов.
Определить массу азотной кислоты в растворе: Массовая доля азотной кислоты в растворе составляет 60 %, следовательно, в 50 г раствора содержится: \[ m_{\text{HNO}_3} = 50 \, \text{г} \times 0.6 = 30 \, \text{г} \]
Найти количество молей азотной кислоты: Молярная масса азотной кислоты (HNO₃) составляет примерно 63 г/моль. Теперь можно рассчитать количество молей: \[ n_{\text{HNO}_3} = \frac{m_{\text{HNO}_3}}{M_{\text{HNO}_3}} = \frac{30 \, \text{г}}{63 \, \text{г/моль}} \approx 0.476 \, \text{моль} \]
Записать уравнение реакции: Реакция меди с азотной кислотой выглядит следующим образом (при избытке кислоты): \[ \text{Cu} + 4 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2 \text{NO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \] Из уравнения видно, что на 1 моль меди (Cu) идет 4 моля азотной кислоты (HNO₃).
Определить количество молей меди, необходимое для реакции: Чтобы узнать, сколько молей меди требуется для реакции с 0.476 моль HNO₃, мы можем выразить это через коэффициенты реакции. Из уравнения видно, что на 4 моля HNO₃ требуется 1 моль Cu: \[ n_{\text{Cu}} = \frac{n_{\text{HNO}_3}}{4} = \frac{0.476 \, \text{моль}}{4} \approx 0.119 \, \text{моль} \]
Определить массу образовавшейся соли: Молярная масса купрат(II) нитрата, Cu(NO₃)₂:
- Cu: 63.55 г/моль
- N: 14.01 г/моль
- O: 16.00 г/моль \[ M_{\text{Cu(NO}_3\text{)}_2} = 63.55 + 2 \times (14.01 + 3 \times 16.00) = 63.55 + 2 \times 62.01 = 187.57 \, \text{г/моль} \]
Теперь вычисляем массу образовавшейся соли: \[ m_{\text{Cu(NO}_3\text{)}_2} = n_{\text{Cu(NO}_3\text{)}_2} \times M_{\text{Cu(NO}_3\text{)}_2} = 0.119 \, \text{моль} \times 187.57 \, \text{г/моль} \approx 22.31 \, \text{г} \]
Итак, масса соли, которую можно получить в результате взаимодействия меди с раствором азотной кислоты, приблизительно составляет 22.31 г.
