7. При разложении 40 г kMnO4, содержащего 21% термически устойчивых примесей, получено 37,44 г твердого остатка. Определите массы веществ в твердом остатке.

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

m(KMnO₄) = 40*(1 - 0,21) = 31,6 г

n(KMnO₄) = 31,6/158 = 0,2 моль

m(O₂) = 40 – 37,44 = 2,56 г

n(O₂) = 2,56/32 = 0,08 моль

n(KMnO₄, разлож.) = 2n(O₂) = 0,16 моль

n(KMnO₄, ост.) = 0,2 – 0,16 = 0,04 моль

m(KMnO₄, ост.) = 0,04*158 = 6,32 г

n(K₂MnO₄) = n(MnO₂) = n(O₂) = 0,08 моль

m(K₂MnO₄) = 0,08*197 = 15,76 г

m(MnO₂) = 0,08*87 = 6,96 г

m(терм. уст. примесей) = 40*0,21 = 8,4 г

Ответ: 6,32 г KMnO₄, 15,76 г K₂MnO₄, 6,96 г MnO₂, 8,4 г термически устойчивых примесей

15. При обработке медной стружки HNO₃ (конц.) выделилось 11,2 дм³ (н. у.) газа. Полученный раствор выпарили и после частичного термического разложения соли получили 33,5 г твердого остатка. Найдите степень разложения соли.

Cu + 4HNO₃ (конц.) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

n(NO₂) = 11,2/22,4 = 0,5 моль

n(Cu(NO₃)₂) = (½)n(NO₂) = 0,25 моль

2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑

Пусть разложилось x моль нитрата меди (II). Тогда:

33,5 = 0,25*188 – 188x + 80x

108x = 13,5

x = 0,125

x/n(Cu(NO₃)₂) = 0,5 = 50%

Ответ:50%

23. Для получения азотной кислоты 505 г нитрата калия обработали 450 г раствора с ω(H₂SO₄) = 98%. Определите состав остатка по массе после выпаривания раствора.

KNO₃ + H₂SO₄ = HNO₃↑ + KHSO₄

n(KNO₃) = 505/101 = 5 моль

n(H₂SO₄) = 450*0,98/98 = 4,5 моль

H₂SO₄ в недостатке. Образуется 4,5 моль KHSO₄ и остается 5 – 4,5 = 0,5 моль KNO₃.

m(KHSO₄) = 4,5*136 = 612 г

m(KNO₃) = 0,5*101 = 50,5 г

Ответ: 612 г KHSO₄ и 50,5 г KNO₃

26. К раствору, содержащему 9,66 г карбоната калия, по каплям прибавили раствор, содержащий 6,3 г азотной кислоты. Определите массы полученных продуктов.

n(K₂CO₃) = 9,66/138 = 0,07 моль

n(HNO₃) = 6,3/63 = 0,1 моль

K₂CO₃ + 2HNO₃ = 2KNO₃ + CO₂↑ + H₂O

HNO₃ в недостатке. Образуется 0,1 моль KNO₃, (0,1)/2 = 0,5 моль CO₂ и (0,1)/2 моль H₂O

m(KNO₃) = 0,1*101 = 10,1 г

m(CO₂) = 0,5*44 = 22 г

m(H₂O) = 0,5*18 = 9 г

Ответ: 10,1 г KNO₃, 22 г CO₂ и 9 г H₂O

33. В разбавленный азотной кислоте растворено 128 г меди. Какая масса hno3 (в расчете на 100%-ную) была израсходована на окисление и какая масса на солеобразование?

3Cu + 8HNO₃ (разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

n(Cu) = 128/64 = 2 моль

Исходя из уравнения реакции:

6 частей HNO₃ – на солеобразование

2 части HNO₃ – на окисление (восстановилось)

n(HNO₃) = (8/3)n(Cu) = 5,3333 моль (16/3 моль)

m(HNO₃ на солеобразование) = (16/3)*63*(6/(6+2)) = 252 г

m(HNO₃ на окисление) = (16/3)*63*(2/8) = 84 г

Ответ: 252 г на солеобразование и 84 г на окисление

25. При действии азотной кислоты на некоторое количество смеси меди и ее оксида (II) получено 11,2 дм³ (н. у.) газа (NO), причем в реакцию вступило 189 г кислоты. Какой объем серной кислоты с ω(H₂SO₄) = 94% (ρ = 1,83 г/см³) нужен для растворения такого же количества исходной смеси?

3Cu + 8HNO₃ (разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O

n(NO) = 11,2/22,4 = 0,5 моль

n(HNO₃) = 189/63 = 3 моль

n(Cu) = (3/2)n(NO) = 0,75 моль

n(CuO) = (½)n(HNO₃ прореаг. с CuO) = 0,5*(3 – (8/3)n(Cu)) = 0,5*(3 – 2) = 0,5 моль

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

n(H₂SO₄) = 2*0,75 + 1*0,5 = 2 моль

m(H₂SO₄) = 2*98 = 196 г

m(H₂SO₄, 94%) = 196*100/94 = 208,5 г

V(H₂SO₄, 94%) = 208,5/1,83 = 114 мл

Ответ: 114 мл

39. При пропускании смеси газов, образовавшихся при разложении азотной кислоты, через 212,1 см³ раствора с ω(KOH) = 12% (ρ = 1,1 г/см³) произошла полная нейтрализация щелочи. Какой объем раствора с ω(HNO₃) = 63% разлагали (ρ = 1,43 г/см³)? Определите массу меди, которая могла бы раствориться в этом объеме азотной кислоты.

4HNO₃ = 4NO₂↑ + O₂↑ + 2H₂O

2NO₂ + 2KOH = KNO₂ + KNO₃ + H₂O

n(KOH) = 212,1*1,1*0,12/56 = 0,5 моль

n(HNO₃) = n(NO₂) = n(KOH) = 0,5 моль

m(HNO₃) = 0,5*63 = 31,5 г

m(HNO₃, 63%) = 31,5*100/63 = 50 г

V(HNO₃, 63%) = 50/1,43 = 35 мл

Cu + 4HNO₃ (конц.) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

n(Cu) = (¼)n(HNO₃) = 0,25*0,5 = 0,125 моль

m(Cu) = 0,125*64 = 8 г

Ответ: 35 мл; 8 г

36. Определите массы Cu и разбавленного раствора HNO₃, если при их взаимодействии получили 493,2 г раствора, содержащего только соль с массовой долей ее 11,44%. Какова массовая доля кислоты в исходном растворе? Растворимостью NO в воде можно пренебречь.

3Cu + 8HNO₃ (разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

m(Cu(NO₃)₂) = 493,2*0,1144 = 56,42 г

n(Cu(NO₃)₂) = 56,42/188 = 0,3 моль

n(HNO₃) = (8/3)n(Cu(NO₃)₂) = 0,8 моль

m(HNO₃) = 0,8*63 = 50,4 г

m(H₂O) = 493,2 – 56,42 = 436,8 г

n(H₂O получ. по реакции) = (4/3)n(Cu(NO₃)₂) = 0,4 моль

m(H₂O получ. по реакции) = 0,4*18 = 7,2 г

m(H₂O в растворе HNO₃) = 436,8 – 7,2 = 429,6 г

m(р-ра HNO₃) = 50,4 + 429,6 = 480 г

ω(HNO₃ в р-ре) = (50,4/480)*100% = 10,5%

m(Cu) = 0,3*64 = 19,2 г

Ответ: 19,2 г Cu и 480 г раствора HNO₃; ω(HNO₃) = 10,5%