Смесь меди и оксида меди(I) общей массой 99,2 г полностью растворили
в 800 г концентрированной азотной кислоты, взятой в избытке. Известно, что
при этом атомы меди в оксиде меди(I) отдали в общей сложности
в 3 раза больше электронов, чем атомы металлической меди.
Определите
массовую долю соли в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения
и обозначения искомых физических величин).
Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную.
Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов.
Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения.
Форма для оценки находится внизу страницы.
Критерии оценки вопроса
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
Баллы
Записаны уравнения реакций Рассчитано количество меди и оксида меди(II) в смеси Вычислена масса соли в полученном растворе Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; • продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты; • в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
4
Правильно записаны три элемента ответа
3
Правильно записаны два элемента ответа
2
Правильно записан один элемент ответа
1
Все уравнения реакций записаны неверно
0
Максимальный балл
4
Подробное решение
1) Cu + 4HNO3 (конц) = Cu(NO3)2 +2NO2 + 2H2O
N+5 + ē → N+4 | 2
Cu0 -2ē → Cu+2 | 1
Cu2O + HNO3 (конц) = 2Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
N+5 + ē → N+4 | 2
2Cu+1 -2ē → 2Cu+2 | 1
2) Важный момент, выше мы писали баланс сразу на 2 атома меди, поскольку молекула Cu2O содержит 2 атома меди. Однако в пересчете на 1 атом меди схема электронного баланса чуть изменится
Cu0 - 2ē → Cu+2 | для меди Cu
Cu+1 - 1ē → Cu+2 | для Cu2O (! вот тут мы переписали на 1 атом меди)
Итак 1 атом меди в металлической меди отдает в 2 раза больше электронов чем 1 атом в оксиде меди(I) Если все атомы в оксиде меди(I) отдали в 3 раза больше электронов, то их должно быть в 6 раз больше чем атомов металлической меди. А поскольку в 1 молекула оксида меди(I) содержит 2 атома меди, то молярное соотношении в смеси (отношение числа молей, количества)
Cu2O : Cu = 3 : 1
пусть x моль Cu тогда 3x моль Cu2O
M(Cu) = 64 (г/моль)
M(Cu2O)= 144 (г/моль)
m(Cu) + m(Cu2O) = 99,2
64*x + 144*3x = 99,2
64x + 432x = 99.2
496x = 99,2
x = 0,2 моль.
0,2 моль Cu 0,6 моль Cu2O
3) Нам надо подсчитать сколько соли получилось, и количество газов покинувших раствор. Кислота в избытке, на нее внимание не обращаем.
Cu + 4HNO3 (конц) = Cu(NO3)2 +2NO2 + 2H2O
1 моль Cu даем 1 моль Cu(NO3)2 и 2 моль NO2 0,2 моль Cu соответственно даст 0,2 моль Cu(NO3)2 и 0,4 моль NO2
Cu2O + HNO3 (конц) = 2Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
1 моль Cu2O даем 2 моль Cu(NO3)2 и 2 моль NO2 0,6 моль Cu соответственно даст 1,2 моль Cu(NO3)2 и 1,2 моль NO2
Итак всего по 2 реакциям получилось Cu(NO3)2 0,2 + 1,2 = 1,4 (моль) NO2 0,4 + 1,2 = 1,6 (моль)
По массе это M(Cu(NO3)2) = 188 (г/моль)
m(Cu(NO3)2) = 1,4 * 188 = 263,2 (г)
M(NO2) = 46(г/моль)
m(NO2)= 1,6 * 46 = 73,6 (г)
4) По закону сохранения вещества общая масса раствора равна (все что смешали) - (минус газы улетели) - (минус осадки выпали), осадков у нас нет. m(р-ра) = 99,2(смесь оксида меди(I) и меди) + 800(кислота HNO3) − 73,6 (улетел диоксид азота) = 825,6 (г)
2) Важный момент, выше мы писали баланс сразу на 2 атома меди, поскольку молекула Cu2O содержит 2 атома меди. Однако в пересчете на 1 атом меди схема электронного баланса чуть изменится
Cu0 - 2ē → Cu+2 | для меди Cu
Cu+1 - 1ē → Cu+2 | для Cu2O (! вот тут мы переписали на 1 атом меди)
Итак 1 атом меди в металлической меди отдает в 2 раза больше электронов чем 1 атом в оксиде меди(I) Если все атомы в оксиде меди(I) отдали в 3 раза больше электронов, то их должно быть в 6 раз больше чем атомов металлической меди. А поскольку в 1 молекула оксида меди(I) содержит 2 атома меди, то молярное соотношении в смеси (отношение числа молей, количества)
Cu2O : Cu = 3 : 1
пусть x моль Cu тогда 3x моль Cu2O
M(Cu) = 64 (г/моль)
M(Cu2O)= 144 (г/моль)
m(Cu) + m(Cu2O) = 99,2
64*x + 144*3x = 99,2
64x + 432x = 99.2
496x = 99,2
x = 0,2 моль.
0,2 моль Cu 0,6 моль Cu2O
3) Нам надо подсчитать сколько соли получилось, и количество газов покинувших раствор. Кислота в избытке, на нее внимание не обращаем.
Cu + 4HNO3 (конц) = Cu(NO3)2 +2NO2 + 2H2O
1 моль Cu даем 1 моль Cu(NO3)2 и 2 моль NO2 0,2 моль Cu соответственно даст 0,2 моль Cu(NO3)2 и 0,4 моль NO2
Cu2O + HNO3 (конц) = 2Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
1 моль Cu2O даем 2 моль Cu(NO3)2 и 2 моль NO2 0,6 моль Cu соответственно даст 1,2 моль Cu(NO3)2 и 1,2 моль NO2
Итак всего по 2 реакциям получилось Cu(NO3)2 0,2 + 1,2 = 1,4 (моль) NO2 0,4 + 1,2 = 1,6 (моль)
По массе это M(Cu(NO3)2) = 188 (г/моль)
m(Cu(NO3)2) = 1,4 * 188 = 263,2 (г)
M(NO2) = 46(г/моль)
m(NO2)= 1,6 * 46 = 73,6 (г)
4) По закону сохранения вещества общая масса раствора равна (все что смешали) - (минус газы улетели) - (минус осадки выпали), осадков у нас нет. m(р-ра) = 99,2(смесь оксида меди(I) и меди) + 800(кислота HNO3) − 73,6 (улетел диоксид азота) = 825,6 (г)
w(%) = (263,2/825,6) * 100% = 31,88%
Сайт помог тебе решить задачу? Помоги нам - задонать!