Какова массовая доля азотной кислоты в полученном растворе, после того как твердый остаток, полученный из реакции 3,36

Для решения задачи нужно выполнить несколько шагов.

1. Рассчитаем количество вещества оксида меди (CuO) в граммах, используя молярную массу этого вещества. Молярная масса CuO равна 79,55 г/моль. Тогда количество вещества CuO можно найти по формуле:

Количество вещества = масса / молярная масса
Количество вещества CuO = 18 г / 79,55 г/моль ≈ 0,226 моль

2. Рассчитаем количество вещества водорода (H2), используя его объем и условия задачи. Из условия задачи известно, что объем водорода равен 3,36 литра. Для этого объема вещества можно использовать формулу:

Количество вещества = объем / стандартный мольный объем
Количество вещества H2 = 3,36 л / 22,4 л/моль ≈ 0,15 моль

3. Составим уравнение реакции, используя стехиометрию, чтобы найти соотношение между веществами CuO и H2:

CuO + H2 → Cu + H2O

Из уравнения видно, что на одну моль CuO будет затрачиваться одна моль H2. Таким образом, соотношение между ними составляет 1:1.

4. Сравним количество вещества CuO и H2 реагентов, чтобы определить, какой реагент будет ограничивающим:

Количество вещества H2 / Количество вещества CuO = 0,15 моль / 0,226 моль ≈ 0,66

Таким образом, по соотношению количество вещества CuO больше, чем количество вещества H2, поэтому реагентом, который будет ограничивать реакцию, является водород (H2).

5. Найдём количество вещества азотной кислоты (HNO3) в граммах в 80% растворе массой 150 граммов. Узнаем массу азотной кислоты в этом растворе:

Масса азотной кислоты = масса раствора x массовая доля азотной кислоты
Масса азотной кислоты = 150 г x 0,8 = 120 г

Чтобы найти количество вещества азотной кислоты, нужно разделить её массу на её молярную массу. Молярная масса HNO3 равна 63 г/моль. Тогда количество вещества HNO3 можно рассчитать по формуле:

Количество вещества = масса / молярная масса
Количество вещества HNO3 = 120 г / 63 г/моль ≈ 1,905 моль

6. Найдём количество вещества H2O, которое образуется в реакции:

По уравнению реакции видно, что на одну моль CuO будет образовываться одна моль H2O. Таким образом, количество вещества H2O будет равно количеству вещества CuO, то есть 0,226 моль.

7. Найдём количество вещества азотной кислоты (HNO3), которая растворилась в воде:

Общее количество вещества HNO3 в реакционной смеси = начальное количество HNO3 — количество HNO3, которое превратилось в H2O
Общее количество вещества HNO3 = 1,905 моль — 0,226 моль ≈ 1,679 моль

8. Найдём молярную массу азотной кислоты (HNO3). Молярная масса HNO3 равна сумме масс атомов, входящих в состав молекулы:

Молярная масса HNO3 = 1 г/моль (масса атома водорода) + 14 г/моль (масса атома азота) + 3 x 16 г/моль (масса атомов кислорода) = 63 г/моль

9. Рассчитаем массу азотной кислоты (HNO3) в полученном растворе, используя количество вещества и молярную массу:

Масса HNO3 = количество вещества x молярная масса
Масса HNO3 = 1,679 моль x 63 г/моль ≈ 105,777 г

10. Рассчитаем массовую долю азотной кислоты в растворе:

Массовая доля = масса HNO3 / масса раствора
Массовая доля = 105,777 г / 150 г ≈ 0,705

Итак, массовая доля азотной кислоты в полученном растворе примерно равна 0,705 или 70,5%.