Дано:
V(смесь) = 8,96 дм³ = 8,96 л φ(CO2) = 25% = 0,25
Найти:
ω(Cu(NO3)2), ω(CaCO3) - массовые доли нитрата меди (II) и карбоната кальция в исходной смеси.
Решение:
Прокаливание смеси приводит к следующим реакциям:
Разложение нитрата меди (II): 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
Разложение карбоната кальция: CaCO3 → CaO + CO2
Объем диоксида углерода в газовой смеси: V(CO2) = φ(CO2) * V(смесь) = 0,25 * 8,96 л = 2,24 л.
Найдем количество вещества диоксида углерода: n(CO2) = V(CO2) / Vm = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль.
Из стехиометрии реакции разложения карбоната кальция: n(CaCO3) = n(CO2) = 0,1 моль.
Масса карбоната кальция в исходной смеси: m(CaCO3) = n(CaCO3) * M(CaCO3) = 0,1 моль * 100 г/моль = 10 г.
Найдем количество вещества нитрата меди (II), исходя из количества вещества диоксида азота, образованного при разложении нитрата меди (II): n(NO2) = 2 * n(CO2) = 2 * 0,1 моль = 0,2 моль.
Из стехиометрии реакции разложения нитрата меди (II): n(Cu(NO3)2) = n(NO2) / 4 = 0,2 моль / 4 = 0,05 моль.
Масса нитрата меди (II) в исходной смеси: m(Cu(NO3)2) = n(Cu(NO3)2) * M(Cu(NO3)2) = 0,05 моль * 188 г/моль = 9,4 г.
Масса исходной смеси: m(смесь) = m(CaCO3) + m(Cu(NO3)2) = 10 г + 9,4 г = 19,4 г.
Массовая доля карбоната кальция: ω(CaCO3) = m(CaCO3) / m(смесь) = 10 г / 19,4 г = 0,515.
Массовая доля нитрата меди (II): ω(Cu(NO3)2) = m(Cu(NO3)2) / m(смесь) = 9,4 г / 19,4 г = 0,485.
Ответ:
Массовая доля карбоната кальция в исходной смеси равна 51,5%, а массовая доля нитрата меди (II) равна 48,5%.