Question

Смесь, состоящую из хлорида алюминия и нитрата меди(II), растворили в  воде. Если к  полученному раствору добавить избыток гидроксида калия, образуется осадок массой 17,4 г. Если же к исходному раствору добавить избыток нитрата серебра, то выпадает осадок массой 24,1 г. Определите массовые доли солей в исходной сухой смеси

Answer 1

дано:
m(осадок с KOH) = 17.4 г m(осадок с AgNO3) = 24.1 г

найти:
ω(AlCl3) ω(Cu(NO3)2)

решение:

Реакции с избытком KOH:
AlCl3 + 3KOH = Al(OH)3 + 3KCl (Al(OH)3 - амфотерный гидроксид) Cu(NO3)2 + 2KOH = Cu(OH)2 + 2KNO3

Cu(OH)2 не реагирует с избытком KOH, а Al(OH)3 реагирует, но в избытке KOH растворяется. Таким образом, осадок состоит только из Cu(OH)2.

Масса Cu(OH)2:
m(Cu(OH)2) = 17.4 г

Количество вещества Cu(OH)2:
n(Cu(OH)2) = m(Cu(OH)2) / M(Cu(OH)2) = 17.4 г / 97.5 г/моль ≈ 0.178 моль

Количество вещества Cu(NO3)2:
n(Cu(NO3)2) = n(Cu(OH)2) ≈ 0.178 моль

Масса Cu(NO3)2:
m(Cu(NO3)2) = n(Cu(NO3)2) * M(Cu(NO3)2) = 0.178 моль * 187.5 г/моль ≈ 33.38 г

Реакции с избытком AgNO3:
AlCl3 + 3AgNO3 = 3AgCl + Al(NO3)3 Cu(NO3)2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Cu(NO3)2
Осадок - AgCl
Масса AgCl:
m(AgCl) = 24.1 г

Количество вещества AgCl:
n(AgCl) = m(AgCl) / M(AgCl) = 24.1 г / 143.5 г/моль ≈ 0.168 моль

Количество вещества AlCl3:
Из уравнений:
3n(AgCl) = n(AlCl3) + 3n(Cu(NO3)2)
n(AlCl3) = 3n(AgCl) - 3n(Cu(NO3)2) ≈ 3 * 0.168 моль - 3 * 0.178 моль = -0.3 моль

Получилось отрицательное значение, что означает ошибку в расчетах. Вероятно, нужно учесть, что в осадок выпадает только AgCl из AlCl3.
n(AgCl) = 3 * n(AlCl3) n(AlCl3) = n(AgCl)/3 ≈ 0.168 моль/3 ≈ 0.056 моль
m(AlCl3) = 0.056 моль * 133.5 г/моль ≈ 7.48 г

Массовые доли в смеси:
m(смеси) = m(AlCl3) + m(Cu(NO3)2) ≈ 7.48 г + 33.38 г ≈ 40.86 г

ω(AlCl3) = m(AlCl3) / m(смеси) ≈ 7.48 г / 40.86 г ≈ 0.183 ≈ 18.3% ω(Cu(NO3)2) = m(Cu(NO3)2) / m(смеси) ≈ 33.38 г / 40.86 г ≈ 0.817 ≈ 81.7%

Ответ:
ω(AlCl3) ≈ 18.3% ω(Cu(NO3)2) ≈ 81.7%