Дано:
- масса образовавшейся азотной кислоты (HNO3): 7,56 г
- выход оксида азота (IV) (NO2) на первой стадии: 80%
- выход азотной кислоты на второй стадии: 75%
Найти: массу исходного нитрата меди (II) (Cu(NO3)2).
1. Определим количество вещества образовавшейся азотной кислоты:
Молярная масса HNO3 = 1 + 14 + 3*16 = 63 г/моль.
Количество вещества HNO3 (n(HNO3)):
n(HNO3) = масса HNO3 / молярная масса HNO3
n(HNO3) = 7,56 г / 63 г/моль = 0,12 моль.
2. Найдем реальное количество образовавшегося NO2:
Согласно уравнению, 1 моль NO2 дает 1 моль HNO3. С учетом выхода 75%, количество NO2:
n(NO2, реальное) = n(HNO3) / выход
n(NO2, реальное) = n(HNO3) / 0,75
n(NO2, реальное) = 0,12 моль / 0,75 = 0,16 моль.
3. Найдем количество NO2, образовавшегося из нитрата меди:
Согласно уравнению разложения:
2Cu(NO3)2 -> 2CuO + 4NO2 + O2.
Из 2 моль Cu(NO3)2 образуется 4 моль NO2:
1 моль Cu(NO3)2 дает 2 моль NO2.
n(Cu(NO3)2) = n(NO2, реальное) / 2
n(Cu(NO3)2) = 0,16 моль / 2 = 0,08 моль.
4. Теперь найдем массу исходного нитрата меди (II):
Молярная масса Cu(NO3)2 = 63,55 + 2*(14 + 3*16) = 63,55 + 2*(14 + 48) = 63,55 + 2*62 = 63,55 + 124 = 187,55 г/моль.
Масса Cu(NO3)2 = n(Cu(NO3)2) * молярная масса Cu(NO3)2
Масса Cu(NO3)2 = 0,08 моль * 187,55 г/моль = 15,004 г.
Ответ: 15,004 г нитрата меди (II).