Навеску меди массой 12,8 г внесли в 64 мл 70 %-ного раствора азотной кислоты (плотность раствора 1,35 г/мл). После окончания реакции к раствору добавили 100 мл горячей воды, затем 100 мл 10 %-ного раствора карбоната калия (плотность раствора 1,1 г/мл). Образовавшийся раствор упарили на 170 г и охладили до 10 ℃. Определите, какая соль выпала в осадок и какова ее масса. Известно, что растворимость нитрата меди (II) при данной температуре равна 100 г/ 100 г воды, а у нитрата калия 21,9 г/ 100 г воды. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Классно, давай разберёмся по шагам и сравним с правильным решением. Твоё текущее сообщение с ответами A:1 , б:4 , В:2 3 не даёт корректного результата задачи — правильный итог: осадок — нитрат калия KNO3 массой 2,25 г.
Подсказка (путь к решению)
- Сначала запишем реакции:
1) Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
2) K2CO3 + 2 HNO3 → 2 KNO3 + CO2 + H2O
- Далее посчитаем количества реагентов в исходных условиях:
- HNO3: масса раствора = 64 мл × 1,35 г/мл = 86,4 г; масса HNO3 = 0,70 × 86,4 = 60,48 г; n(HNO3) = 60,48 / 63 ≈ 0,96 моль.
- Cu: m = 12,8 г; n(Cu) = 12,8 / 63,55 ≈ 0,202 моль (округленно 0,20 моль).
- K2CO3: растровый расчёт после разведения: 100 мл 10% раствора, плотность 1,1 г/мл.
Масса раствора = 100 × 1,1 = 110 г; масса K2CO3 = 0,10 × 110 = 11 г; M(K2CO3) ≈ 138 г/моль; n(K2CO3) ≈ 11 / 138 ≈ 0,08 моль.
- По уравнениям: I реакция требует 4n(Cu) HNO3, II – 2n(K2CO3) HNO3. Если взять n(Cu) ≈ 0,20 моль и n(K2CO3) ≈ 0,08 моль, получаем:
- n(I)(HNO3) ≈ 0,8 моль
- n(II)(HNO3) ≈ 0,16 моль
- Всего требуется 0,96 моль HNO3, что и есть количество HNO3 в первой смеси, значит HNO3 расходуется полностью, оба реагента Cu и K2CO3 прореагируют.
- Расходы образуются NO2 и CO2:
- NO2: из реакции I образуется по 2 моль NO2 на 1 моль Cu → n(NO2) ≈ 2 × 0,20 ≈ 0,40 моль; m(NO2) ≈ 0,40 × 46 ≈ 18,4 г.
- CO2: из реакции II образуется 1 моль CO2 на 1 моль K2CO3 → n(CO2) ≈ 0,08 моль; m(CO2) ≈ 0,08 × 44 ≈ 3,52 г.
- Масса раствора после реакции и упаривания:
m(раствора) = m(HNO3) + m(Cu) + m(H2O) + m(K2CO3) − m(NO2) − m(CO2)
Подставляя: 86,4 г + 12,8 г + 100 г воды (изначально) + 110 г − 170 г (удаляем воду при упаривании) − 3,52 г − 18,4 г
Получаем примерно 117,28 г.
- Теперь найдём содержание нитратов в этом растворе:
- KNO3 в растворе: n(K2CO3) = 0,08 моль ⇒ n(KNO3) = 2n(K2CO3) = 0,16 моль; m(KNO3) = 0,16 × 101 ≈ 16,16 г.
- Cu(NO3)2 в растворе: n(Cu) = 0,20 моль; M(Cu(NO3)2) ≈ 188 г/моль; m(Cu(NO3)2) ≈ 0,20 × 188 ≈ 37,6 г.
- Масса воды в растворе: m(H2O) = m(раствора) − m(KNO3) − m(Cu(NO3)2) ≈ 117,28 − 16,16 − 37,6 ≈ 63,52 г.
- Растворимость при заданной температуре:
- Cu(NO3)2: 100 г соли на 100 г воды → максимум на 63,52 г воды: 63,52 г соли может раствориться; фактически в растворе содержится 37,6 г Cu(NO3)2 → всё растворимо, осадок не образуется.
- KNO3: 21,9 г на 100 г воды → для 63,52 г воды максимально растворимо 63,52 × (21,9/100) ≈ 13,91 г; фактически в растворе 16,16 г KNO3, значит часть выпадет как осадок.
- Масса осадка KNO3:
m(осадок) = m(KNO3) − m(KNO3, хол.р-р) = 16,16 − 13,91 ≈ 2,25 г.
- Итого: осадок — нитрат калия KNO3, масса 2,25 г.
Итоговый ответ: осадок — KNO3, масса осадка 2,25 г.
Что именно было не так в твоём ответе?
- Твой ответ "A:1 , б:4 , В:2 3" не соответствует реальным числам расчётов и массе осадка. Чтобы получить правильный результат, нужно пройти все шаги по порядку: вычислить количества реагентов, определить, какие соли растворятся при данной температуре и какой осадок выпадет, затем найти массу осадка именно через разницу между массой соли в растворе и растворимой частью.
Нужна ещё подсказка или хочешь, чтобы разобрали каждый этап по конкретным числам вместе с подсчётами? Поставь лайк или дизлайк.