34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274487

$CuO+H_2SO_4\rightarrow CuSO_4+H_2O$

$CuO+2HNO_3\rightarrow Cu(NO_3)_2+H_2O$

$3Cu+8HNO_3\rightarrow 3Cu(NO_3)_2+2NO\uparrow+4H_2O$

Масса сульфата меди (II) в растворе, полученном при обработке первой части смеси серной кислотой:

$m(CuSO_4)=528\cdot0{,}10=52{,}8$ $г$

Количество вещества сульфата меди (II):

$n(CuSO_4)=\frac{52{,}8}{160}=0{,}33$ $моль$

По уравнению реакции:

$n(CuO)=n(CuSO_4)=0{,}33$ $моль$

Пусть в одной части смеси количество вещества меди равно $x$ $моль$.

Тогда масса меди в одной части смеси:

$m(Cu)=64x$ $г$

Масса оксида меди (II) в одной части смеси:

$m(CuO)=0{,}33\cdot80=26{,}4$ $г$

Масса протонов в ядрах атомов меди:

$m_p(Cu)=29x$ $г$

Масса протонов в ядрах атомов оксида меди (II):

$m_p(CuO)=0{,}33\cdot(29+8)=12{,}21$ $г$

По условию масса протонов составляет $46\%$ от массы смеси:

$\frac{29x+12{,}21}{64x+26{,}4}=0{,}46$

$29x+12{,}21=29{,}44x+12{,}144$

$0{,}066=0{,}44x$

$x=0{,}15$ $моль$

Следовательно, во второй части смеси содержалось:

$n(Cu)=0{,}15$ $моль$

$n(CuO)=0{,}33$ $моль$

Масса второй части смеси:

$m_{смеси}=0{,}15\cdot64+0{,}33\cdot80=9{,}6+26{,}4=36$ $г$

При растворении второй части смеси в избытке разбавленной азотной кислоты образовался нитрат меди (II).

Количество вещества нитрата меди (II), образовавшегося из оксида меди(II):

$n_1(Cu(NO_3)_2)=n(CuO)=0{,}33$ $моль$

Количество вещества нитрата меди (II), образовавшегося из меди:

$n_2(Cu(NO_3)_2)=n(Cu)=0{,}15$ $моль$

Общее количество вещества нитрата меди (II):

$n(Cu(NO_3)_2)=0{,}33+0{,}15=0{,}48$ $моль$

Масса нитрата меди (II):

$m(Cu(NO_3)_2)=0{,}48\cdot188=90{,}24$ $г$

Количество вещества оксида азота (II):

$n(NO)=\frac{2}{3}n(Cu)=\frac{2}{3}\cdot0{,}15=0{,}1$ $моль$

Масса оксида азота (II):

$m(NO)=0{,}1\cdot30=3$ $г$

Масса образовавшегося раствора:

$m_{р-ра}=700+36-3=733$ $г$

Массовая доля нитрата меди (II) в образовавшемся растворе:

$\omega(Cu(NO_3)_2)=\frac{90{,}24}{733}\cdot100\%=12{,}31\%$.