Вопрос школьника
При обработке медной стружки HNO3 (конц.) выделилось 11,2 дм3 (н. у.) газа. Полученный раствор выпарили и после частичного термического разложения соли получили 33,5 г твердого остатка. Найдите степень разложения соли.
Ответ от учителя
Уравнение реакции обработки медной стружки HNO3 (конц.) можно записать следующим образом:
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Из уравнения видно, что при реакции выделяется газ NO2. Объем выделенного газа можно перевести в условия нормальных условий (н. у.) с помощью уравнения состояния идеального газа:
Vн.у. = Vрт * (Pрт / Pн.у.) * (Tн.у. / Трт)
где Vн.у. — объем газа в нормальных условиях, Vрт — объем газа при реакции, Pрт — давление газа при реакции, Pн.у. — давление в нормальных условиях (101,3 кПа), Тн.у. — температура в нормальных условиях (273 К), Трт — температура при реакции.
При обработке медной стружки HNO3 (конц.) выделилось 11,2 дм3 (н. у.) газа, значит:
Vрт = 11,2 дм3
Pн.у. = 101,3 кПа
Тн.у. = 273 К
Для определения Pрт и Трт необходимо знать условия проведения реакции. Предположим, что реакция проводилась при комнатной температуре (около 25 °C) и атмосферном давлении (101,3 кПа). Тогда:
Pрт = 101,3 кПа
Трт = 298 К
Подставляя значения в уравнение, получаем:
Vн.у. = 11,2 * (101,3 / 101,3) * (273 / 298) ≈ 10,2 дм3
Таким образом, при реакции выделилось около 10,2 дм3 газа NO2.
Далее, из условия задачи следует, что после выпаривания полученного раствора и частичного термического разложения соли получили 33,5 г твердого остатка. Это означает, что изначально было растворено массой:
m = 33,5 г
Степенью разложения соли называется отношение количества разложившейся соли к изначально растворенному количеству соли. Обозначим ее α. Тогда:
α = (m — mост) / m
где mост — масса полученного твердого остатка.
Подставляя известные значения, получаем:
α = (33,5 — 11,2) / 33,5 ≈ 0,67
Таким образом, степенью разложения соли является 0,67 или 67%.
