Пусть разложилось х моль нитрата меди (II) (М = 188 г/моль) по уравнению
2Cu(NO3)2 ---> 2CuO + 4NO2 + O2
и образовалось х моль оксида меди CuO (М = 80 г/моль), который содержит х моль кислорода как элемента.
В 65,8/188 - х = 0,35 - х молях нитрата меди, который не разложился, содержится 6*(0,35 - х) = 2,1 - 6х моль кислорода как элемента.
Тогда общая масса кислорода как элемента равна
16*(2,1 - 6х + х) = 33,6 - 80х граммов.
Масса твёрдого остатка после частичного разложения равна
80х + 188*(0,35 - х) граммов. Тогда, согласно условию:
(80х + 188*(0,35 - х))*0,2416 = 33,6 - 80х, откуда х = 0,33 моль.
Таким образом, твёрдый остаток состоит из 0,33 моль CuO, что имеет массу 0,33*80 = 26,4 грамма, и 0,35 - 0,33 = 0,02 моль Cu(NO3)2, что имеет массу 0,02*188 = 3,76 грамма.
Масса твёрдого остатка равна 26,4 + 3,76 = 30,16 грамма.
При растворении в азотной кислоте (М = 63 г/моль) (количеством 357*0,15/63 = 0,85 моль, следовательно, кислота взята в избытке) по уравнению
CuO + 2HNO3 ---> Cu(NO3)2 + H2O образуется 0,33 моль нитрата меди, что вместе с нитратом из остатка даст 0,33 + 0,02 = 0,35 моль, или 0,35*188 = 65,8 грамма.
Общая масса раствора после протекания всех реакций равна 30,16 + 357 = 387,16 грамма.
Массовая доля соли в полученном растворе составит 65,8/387,16 = 0,17, или 17%.
В 100 г раствора содержится 10,4 сульфата кадмия погрузили цинковую пластинку. Через некоторое время пластинку вынули, высушили и взвесили, масса увеличилась на 0,94 г. Для удаления из раствора тяжелых металлов в него добавили 5,6%-ный раствор гидроксида калия. Определите массовые доли веществ в полученном растворе
СdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd
Сd²⁺ + Zn⁰ = Zn²⁺ + Cd⁰
Увеличение массы пластинки цинка объясняется тем, что ионы цинка переходят в раствор, а катионы кадмия восстанавливаются и оседают на цинковой пластинке.
Молярная масса цинка 65,4 г/моль. Молярная масса кадмия 112,4 г/моль.
Δm = 0,94 г ΔМ = 112,4 - 65,4 = 47 г/моль n = 0,94 г : 47 г/моль = 0,02 моль
0,02 моль 0,02 моль
СdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd
Первоначально в растворе было 10,4 г СdSO4 (М СdSO4 = 208 г/моль) Количество вещества СdSO4 0,05 моль.
После взаимодействия с цинковой пластинкой в растворе осталось 0,05 - 0,02 = 0,03 моль СdSO4 и 0.02 моль ZnSO4
0,03 моль 0,03 моль 0,03 моль
СdSO4 + 2KOH = Cd(OH)2↓ + K2SO4
0,02 моль 0,02 моль 0,02 моль
ZnSO4 + 2KOH = Zn(OH)2↓ + K2SO4
Таким образом, в растворе останется 0,05 моль K2SO4 или
174 г/моль × 0,05 моль = 8,7 г.
Вычислим массу раствора. Всего раствора было 100 г
В ходе реакции с цинком из раствора уйдет 2,25 г кадмия и в раствор придет 1,31 г цинка
Молярная масса Сd(OH)2 = 146,4 г/моль, а молярная масса Zn(OH)2 = 99, 4 г
Из массы раствора нам следует исключить 4,39 г (масса Сd(OH)2)
и 1,99 г (масса Zn(OH)2)
Таким образом, масса раствора составит:
100 г + 1,31 - (2,25 + 4,39 + 1,99) = 92,68 г ≈ 92,7 г
ω(К2SO4) = 8,7 г : 92,7 г = 0,0938 или 9,38%
