Сколько азотной кислоты можно получить при электролизе 400 г 11,28%-го нитрата меди?

Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать информацию о составе нитрата меди и реакции электролиза, чтобы вычислить количество получаемой азотной кислоты.

1. Начнем с вычисления массы нитрата меди в граммах (Cu(NO3)2). Для этого умножим массу образца (400 г) на процентную концентрацию нитрата меди (11,28%):

Масса нитрата меди = 400 г × 11,28% = 45,12 г.

2. Зная массу нитрата меди, мы можем составить уравнение реакции электролиза, которая приводит к образованию азотной кислоты (HNO3):

2 Cu(NO3)2 + 4 H2O -> 2 CuO + 4 HNO3 + O2.

3. Исходя из уравнения реакции, мы видим, что каждые 2 моль нитрата меди дают нам 4 моля азотной кислоты. Чтобы вычислить количество молей нитрата меди, нужное для получения 45,12 г, используем молярную массу нитрата меди:

Молярная масса нитрата меди = (1 × масса меди) + (2 × масса азотной кислоты) + (6 × масса кислорода).

Находим молярные массы элементов:
Медь (Cu) = 63,55 г/моль,
Азотной кислоты (HNO3) = 63,01 г/моль,
Кислорода (O) = 16,00 г/моль.

Молярная масса нитрата меди = (1 × 63,55) + (2 × 63,01) + (6 × 16,00) = 279,81 г/моль.

4. Вычислим количество молей нитрата меди:

Моли нитрата меди = масса нитрата меди / молярная масса нитрата меди.

Молярная масса нитрата меди = 45,12 г / 279,81 г/моль ≈ 0,161 моль.

5. Поскольку каждые 2 моль нитрата меди дают нам 4 моля азотной кислоты, мы можем вычислить количество молей азотной кислоты:

Моли азотной кислоты = (Моль нитрата меди × 4) / 2.

Молярные массы азотной кислоты (HNO3) = 63,01 г/моль.

Молярная масса кислорода (O) = 16,00 г/моль.

Моли азотной кислоты = (0,161 × 4) / 2 = 0,322 моля.

6. Наконец, вычислим массу азотной кислоты, зная количество молей и молярную массу:

Масса азотной кислоты = Моли азотной кислоты × молярная масса азотной кислоты = 0,322 моль × 63,01 г/моль = 20,44 г.

Таким образом, при электролизе 400 г 11,28%-го нитрата меди можно получить примерно 20,44 г азотной кислоты.