Запишем уравнения протекающих реакций:
1) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
2) Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaNO3
Твердый остаток после разложения соли представляет собой смесь неразложившегося количества нитрата меди (II) и образовавшегося оксида меди (II).
Вычислим исходную массу гидроксида натрия, взятого для реакции (II):
m(NaOH)исх. = m(р-ра NaOH)исх. * w(NaOH)исх. = 150 г * 20 % / 100% = 30 г
Вычислим массу гидроксида натрия, оставшегося в растворе после протекания реакции (II):
m(NaOH)ост. = m(р-ра NaOH)ост. * w(NaOH)ост. = 159 г * 13,84 % / 100% = 22 г
Определим массу и количество вещества гидроксида натрия, прореагировавшего по реакции (II):
m(NaOH)прореаг. = m(NaOH)исх. - m(NaOH)ост. = 30 г - 22 г = 8 г
n(NaOH)прореаг. = m(NaOH)прореаг. / M(NaOH) = 8 г / 40 г/моль = 0,2 моль
На основе уравнения реакции (2) составим пропорцию для нахождения количества вещества нитрата меди (II), прореагировавшего по реакции (2) или оставшегося после разложения по реакции (1):
1 моль Cu(NO3)2 - 2 моль NaOH
x моль Cu(NO3)2 - 0,2 моль NaOH
Тогда x = n(Cu(NO3)2)прореаг.2 = 1 моль * 0,2 моль / 2 моль = 0,1 моль
Вычислим массу нитрата меди (II), прореагировавшего по реакции (2) или оставшегося после разложения по реакции (1):
m(Cu(NO3)2)прореаг.2 = n(Cu(NO3)2)прореаг.2 * M(Cu(NO3)2) = 0,1 моль * 188 г/моль = 18,8 г
Рассчитаем массу и количество вещества оксида меди (II), образовавшегося по реакции (2):
m(CuO) = m(тв.остаток) - m(Cu(NO3)2)прореаг.2) = 50,8 г - 18,8 г = 32 г
n(CuO) = m(CuO) / M(CuO) = 32 г / 80 г/моль = 0,4 моль
На основе уравнения реакции (1) составим пропорцию для нахождения количества вещества газообразных продуктов (NO2 и O2), образовавшихся при разложении по реакции (1):
2 моль CuO - 5 моль газообразных продуктов
0,4 моль CuO - y моль газообразных продуктов
Тогда y = n(газы разложения) = 0,4 моль * 5 моль / 2 моль = 1 моль
Определим искомый объем образовавшейся смеси газов (при н.у.) в результате разложения по реакции (1):
V(газы разложения) = n(газы разложения) * Vm = 1 моль * 22,4 л/моль = 22, 4 л