Определите массу оксида меди (2), которая потребуется для получения 500 г нитрата меди, если доля выхода в реакции взаимодействия оксида меди с HNO3 составляет 92%?

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).