Чтобы решить эту задачу, давайте разберем её по шагам.
Шаг 1: Понять, какие реакции происходят
Мы знаем, что нитрат меди (II) – это Cu(NO₃)₂. Чтобы получить нитрат меди из оксида меди (II) (CuO), нам необходимо взаимодействие с азотной кислотой (HNO₃):
[ \text{CuO} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
Шаг 2: Рассчитать молекулярные массы
Найдем молекулярные массы веществ, вовлеченных в реакцию:
CuO:
- Cu: 63,5 г/моль
- O: 16 г/моль
- Молярная масса CuO = 63,5 + 16 = 79,5 г/моль
Cu(NO₃)₂:
- Cu: 63,5 г/моль
- N: 14 г/моль (в 2 нитратах – 28 г/моль)
- O: 16 г/моль (в 6 оксидах – 96 г/моль)
- Молярная масса Cu(NO₃)₂ = 63,5 + 28 + 96 = 187,5 г/моль
Шаг 3: Найти количество нужного продукта
Теперь рассчитаем количество Cu(NO₃)₂, необходимое для получения 500 г, учитывая выход 92%.
- Найдем расчетную массу нитрата меди (Cu(NO₃)₂) при 100% выходе:
[
\text{Mасса при 100% выходе} = \frac{500 , \text{г}}{0.92} \approx 543.5 , \text{г}
]
Шаг 4: Рассчитать потребную массу оксида меди
Согласно уравнению реакции, моль CuO и моль Cu(NO₃)₂ находятся в соотношении 1:1. Это значит:
- Теперь найдем, сколько моль Cu(NO₃)₂ это:
[
\text{Количество молей Cu(NO₃)₂} = \frac{543,5 , \text{г}}{187,5 , \text{г/моль}} \approx 2,9 , \text{моль}
]
- Поскольку стоит соотношение 1:1:
[
\text{Количество молей CuO} = 2,9 , \text{моль}
]
- Теперь найдем массу CuO:
[
\text{Масса CuO} = \text{Количество молей} \times \text{Молярная масса}
]
[
\text{Масса CuO} = 2,9 , \text{моль} \times 79,5 , \text{г/моль} \approx 230,55 , \text{г}
]
Шаг 5: Учет выхода реакции
В этом случае, мы знаем, что реальный выход составляет 92%, поэтому нам нужно больше оксида меди.
[
\text{Масса CuO} = \frac{230,55 , \text{г}}{0,92} \approx 250,6 , \text{г}
]
Ответ
Итак, необходимо взять приблизительно 250,6 грамм оксида меди (II) для получения 500 г нитрата меди (II) с учетом 92% выхода реакции.
