Вопрос школьника
Смесь растворов HCl и HNO3 массой 100,0 г растворяет максимально CuO массой 24,0 г. После упаривания раствора и прокаливания масса остатка составила 29,5 г. Напишите уравнения реакций и определите состав смеси (ω,%).
Ответ от учителя
Уравнение реакции между CuO и смесью HCl и HNO3:
CuO + 2HCl + HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O + Cl2
Молярная масса CuO = 79,55 г/моль, следовательно, количество моль CuO в реакции:
n(CuO) = m(CuO) / M(CuO) = 24,0 г / 79,55 г/моль = 0,302 моль
Из уравнения реакции видно, что для растворения 1 моль CuO требуется 2 моля HCl и 1 моль HNO3. Следовательно, количество моль HCl и HNO3 в смеси:
n(HCl) = 2 × n(CuO) = 0,604 моль
n(HNO3) = 1 × n(CuO) = 0,302 моль
Массы HCl и HNO3 в смеси:
m(HCl) = n(HCl) × M(HCl) = 0,604 моль × 36,46 г/моль = 22,0 г
m(HNO3) = n(HNO3) × M(HNO3) = 0,302 моль × 63,01 г/моль = 19,0 г
Таким образом, состав смеси (ω,%):
ω(HCl) = m(HCl) / m(смеси) × 100% = 22,0 г / 100,0 г × 100% = 22,0%
ω(HNO3) = m(HNO3) / m(смеси) × 100% = 19,0 г / 100,0 г × 100% = 19,0%
ω(H2O) = (100,0 г — 22,0 г — 19,0 г) / 100,0 г × 100% = 59,0%
Таким образом, смесь состоит из 22,0% HCl, 19,0% HNO3 и 59,0% H2O.
