На растворение 28,8 грамм смеси меди (Cu) и оксида меди (CuO) нужно 70 грамм раствора с массовой долей азотной кислоты (HNO3) 80%. Найдите массовую долю оксида в смеси оксида меди (CuO) в смеси.

Решение задачи

Запишем уравнение реакции взаимодействия азотной кислоты (HNO3) с медью (Cu) и оксидом меди (CuO):

С малоактивными металлами, стоящими в ряду напряжений после (правее) H₂, образует соль, воду и NO.

Массовая доля оксида в смеси

Используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:

выразим массу азотной кислоты (HNO₃):

Получаем:

m (HNO₃) = 70/ 0,8 = 56 (г).

Если раствор 80-процентный, то массовая доля азотной кислоты (HNO₃) в нем 0,8.

Учитывая, что молярные массы меди (Cu),  оксида меди (CuO) и азотной кислоты (HNO₃) соответственно равны 63,5 г/моль, 79,5 г/моль и 63 г/моль (смотри таблицу Менделеева), обозначим содержание меди (Cu) в смеси через х грамм, а содержание оксида меди (CuO)  в смеси составит у грамм. Массовая доля оксида в смеси

Обозначим  массу азотной кислоты (HNO₃), идущей на реакцию(1) a грамм,  а на реакцию (2) b грамм:

Массовая доля оксида в смеси. Из уравнений (3,4)  следует:

х + у = 28,8 (г)

а + b = 56 (г).

Из уравнения (3):

а = 504 ⋅ х / 190,5 = 2,6 х

Из уравнения (4):

b = 126 ⋅ у / 79,5 = 1,6 у

Составим систему уравнений:

2,6 ⋅ (28,8 – у) + 1,6 у = 56

74,9 – 2,6 у + 1,6 у = 56

-1 у = -18,9

у = 18,9 (г).

Следовательно, масса оксида меди (CuO)  в смеси 18,9 грамм.

Используя формулу нахождения массовой доли вещества:

Рассчитаем массовую долю оксида в смеси:

w (CuO) = 18,9 ⋅ 100% / 28,8 = 65,6 (%).

Ответ:

массовая доля оксида меди в смеси 65,6 %.