Расчет массы нитрата меди(II) по выходу кислоты
При разложении нитрата меди (II) был получен оксид азота (IV) (выход — 80%), из которого с выходом 75% получили азотную кислоту. Вычислите массу исходного нитрата меди (II), если масса образовавшейся кислоты составляет 7,56 г.
Дано
`m_text{практ.}(HNO_3) = 7.56 text{ г}`
`η(NO_2) = 80%`
`η(HNO_3) = 75%`
Найти
`m(Cu(NO_3)_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`2Cu(NO_3)_2 = 2CuO + 4NO_2 text{↑} + O_2 text{↑}`
`4NO_2 + O_2 + 2H_2O = 4HNO_3`
Найдём теоретическую массу азотной кислоты:
`m_text{теор.}(HNO_3) = (100 * m_text{практ.}(HNO_3))/(η(HNO_3)) = (100 * 7.56)/(75) = 10.08 text{ г}`
Найдём теоретическое количество вещества азотной кислоты:
`n_text{теор.}(HNO_3) = (m_text{теор.}(HNO_3))/(M(HNO_3)) = (10.08)/(63) = 0.16 text{ моль}`
Согласно уравнениям реакций, практическое количество вещества оксида азота(IV), полученного в первой реакции, равно теоретическому количеству вещества азотной кислоты, полученной во второй реакции:
`n_{практ.}(NO_2) = n_text{теор.}(HNO_3) = 0.16 text{ моль}`
Найдём теоретическое количество вещества оксида азота(IV) с учётом выхода 80%:
`n_text{теор.}(NO_2) = (100 * n_text{практ.}(NO_2))/(η(NO_2)) = (100 * 0.16)/(80) = 0.2 text{ моль}`
Согласно первому уравнению реакции, количество вещества нитрата меди(II) в 2 раза меньше количества оксида азота(IV):
`n(Cu(NO_3)_2) = (n_text{теор.}(NO_2))/2 = 0.2/2 = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу исходного нитрата меди(II):
`m(Cu(NO_3)_2) = n(Cu(NO_3)_2)*M(Cu(NO_3)_2) = 0.1*188 = 18.8 text{ г}`
Ответ
`m(Cu(NO_3)_2) = 18.8 text{ г}`