Номер 8, страница 39 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 5. Расчёты по уравнениям химических реакций. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 8, страница 39.

Условие.

8. При непродолжительном прокаливании 100 г нитрата меди(II) масса твёрдого вещества уменьшилась на 21,6 г. Какая часть соли разложилась?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{исх.}(Cu(NO_3)_2) = 100 \text{ г}$

$\Delta m = 21.6 \text{ г}$

$m_{исх.}(Cu(NO_3)_2) = 0.1 \text{ кг}$

$\Delta m = 0.0216 \text{ кг}$

Найти:

$\omega_{\text{разл.}}$ — часть разложившейся соли

Решение:

При прокаливании нитрата меди(II) происходит его термическое разложение. Запишем уравнение реакции:

$2Cu(NO_3)_2(тв) \xrightarrow{t} 2CuO(тв) + 4NO_2(г) \uparrow + O_2(г) \uparrow$

Уменьшение массы твердого вещества происходит за счет выделения газообразных продуктов: диоксида азота ($NO_2$) и кислорода ($O_2$). Таким образом, масса выделившихся газов равна уменьшению массы твердого остатка:

$m_{газов} = m(NO_2) + m(O_2) = \Delta m = 21.6 \text{ г}$

Рассчитаем молярные массы, необходимые для решения. Будем использовать следующие значения атомных масс: $Ar(Cu) = 63.5$, $Ar(N) = 14$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса нитрата меди(II), $Cu(NO_3)_2$:

$M(Cu(NO_3)_2) = 63.5 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 187.5 \text{ г/моль}$

Молярная масса диоксида азота, $NO_2$:

$M(NO_2) = 14 + 2 \cdot 16 = 46 \text{ г/моль}$

Молярная масса кислорода, $O_2$:

$M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$

Теперь определим, какая масса газов выделяется при разложении определенной массы нитрата меди(II) согласно уравнению реакции. При разложении 2 моль $Cu(NO_3)_2$ выделяется 4 моль $NO_2$ и 1 моль $O_2$.

Масса 2 моль $Cu(NO_3)_2$ составляет: $m = n \cdot M = 2 \text{ моль} \cdot 187.5 \text{ г/моль} = 375 \text{ г}$.

Общая масса выделившихся при этом газов: $m_{газов} = 4 \cdot M(NO_2) + 1 \cdot M(O_2) = 4 \cdot 46 \text{ г} + 1 \cdot 32 \text{ г} = 184 + 32 = 216 \text{ г}$.

Мы получили соотношение: разложение 375 г $Cu(NO_3)_2$ приводит к потере массы в 216 г. Составим пропорцию, чтобы найти, какая масса соли ($x$) разложилась в условиях задачи, когда потеря массы составила 21,6 г:

$\frac{375 \text{ г } Cu(NO_3)_2}{216 \text{ г газов}} = \frac{x \text{ г } Cu(NO_3)_2}{21.6 \text{ г газов}}$

Решим пропорцию относительно $x$:

$x = \frac{375 \text{ г} \cdot 21.6 \text{ г}}{216 \text{ г}} = 37.5 \text{ г}$

Таким образом, разложилось 37,5 г нитрата меди(II).

Чтобы найти, какую часть от исходной массы соли (100 г) это составляет, разделим массу разложившейся соли на исходную массу:

$\omega_{\text{разл.}} = \frac{m_{разл.}}{m_{исх.}} = \frac{37.5 \text{ г}}{100 \text{ г}} = 0.375$

Ответ: 0,375.