Номер 9, страница 195 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 28. Соли в свете теории электролитической диссоциации - номер 9, страница 195.

Условие.

9. Как получить нитрат меди(II), имея медный купорос, азотную кислоту и гидроксид натрия? Составьте уравнения соответствующих реакций и рассчитайте, какую массу соли можно получить, если взять 450 г 20%-ной азотной кислоты.

Решение.

Решение 2.

Чтобы получить нитрат меди(II) из имеющихся реактивов, необходимо провести двухстадийный синтез. Сначала нужно получить гидроксид меди(II) путем реакции обмена между медным купоросом (сульфатом меди(II)) и гидроксидом натрия. Затем полученный осадок гидроксида меди(II) обработать азотной кислотой.

Уравнения реакций:

1. Получение гидроксида меди(II):

$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

2. Получение нитрата меди(II) из гидроксида меди(II):

$Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O$

Рассчитаем массу соли, которую можно получить.

Дано:

$m(р-ра~HNO_3) = 450~г$

$\omega(HNO_3) = 20\% = 0.2$

Найти:

$m(Cu(NO_3)_2) - ?$

Решение:

1. Найдем массу чистой азотной кислоты в растворе:

$m(HNO_3) = m(р-ра~HNO_3) \cdot \omega(HNO_3) = 450~г \cdot 0.2 = 90~г$

2. Рассчитаем молярные массы азотной кислоты и нитрата меди(II):

$M(HNO_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63~г/моль$

$M(Cu(NO_3)_2) = 63.5 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 63.5 + 124 = 187.5~г/моль$

3. Найдем количество вещества (моль) азотной кислоты, вступившей в реакцию:

$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{90~г}{63~г/моль} \approx 1.4286~моль$

4. По уравнению реакции $Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O$ определим количество вещества нитрата меди(II). Соотношение количеств веществ $HNO_3$ и $Cu(NO_3)_2$ равно 2:1.

$n(Cu(NO_3)_2) = \frac{1}{2} n(HNO_3) = \frac{1}{2} \cdot 1.4286~моль \approx 0.7143~моль$

5. Рассчитаем массу нитрата меди(II), которую можно получить:

$m(Cu(NO_3)_2) = n(Cu(NO_3)_2) \cdot M(Cu(NO_3)_2) = 0.7143~моль \cdot 187.5~г/моль \approx 133.9~г$

Ответ: можно получить 133.9 г нитрата меди(II).