Для решения задачи, нам нужно понять, каково соотношение между оксидом меди (CuO) и нитратом меди (Cu(NO3)2) в химической реакции, а также учесть выход реакции.
Шаг 1: Определим химическую реакцию
Оксид меди (II) реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат меди (II) и воду. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
\text{CuO} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
Шаг 2: Вычислим молекулярные массы
Сначала найдем молекулярные массы реагентов и продуктов:
CuO:
- Cu: 63.5 г/моль
- O: 16.0 г/моль
- Молекулярная масса CuO = 63.5 + 16.0 = 79.5 г/моль
Cu(NO3)2:
- Cu: 63.5 г/моль
- N: 14.0 г/моль (в 2 молях)
- O: 16.0 г/моль (в 6 молях)
- Молекулярная масса Cu(NO3)2 = 63.5 + 2 * 14.0 + 6 * 16.0 = 63.5 + 28.0 + 96.0 = 187.5 г/моль
Шаг 3: Находим количество нитрата меди
Значит, нам нужно 500 г нитрата меди. Теперь вычислим количество молей нитрата меди:
[
n_{\text{Cu(NO}_3\text{)}2} = \frac{m{\text{Cu(NO}_3\text{)}2}}{M{\text{Cu(NO}_3\text{)}_2}} = \frac{500 \text{ г}}{187.5 \text{ г/моль}} \approx 2.67 \text{ моль}
]
Шаг 4: Найдем количество оксида меди
Согласно уравнению реакции, на 1 моль CuO необходимо 1 моль Cu(NO3)2. Соответственно, нам также потребуется 2.67 моль CuO.
Шаг 5: Вычисляем массу оксида меди
Теперь найдем массу 2.67 моль CuO:
[
m_{\text{CuO}} = n_{\text{CuO}} \cdot M_{\text{CuO}} = 2.67 \text{ моль} \cdot 79.5 \text{ г/моль} \approx 212.365 \text{ г}
]
Шаг 6: Учитываем выход реакции
Так как выход реакции составляет 92%, то необходимо будет больше оксида меди, чтобы учесть потери:
[
m_{\text{нужная CuO}} = \frac{m_{\text{CuO}}}{0.92} = \frac{212.365 \text{ г}}{0.92} \approx 230.28 \text{ г}
]
Ответ
Таким образом, для получения 500 г нитрата меди с учетом выхода реакции 92% потребуется примерно 230.28 г оксида меди (II).
