Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 33026
i

200 г рас­тво­ра нит­ра­та меди (II) под­верг­ли элек­тро­ли­зу в те­че­ние 25 мин. при по­сто­ян­ной силе тока. К по­лу­чен­но­му рас­тво­ру до­ба­ви­ли 40 г 8,0%-⁠го рас­тво­ра гид­рок­си­да на­трия, ще­лочь про­ре­а­ги­ро­ва­ла пол­но­стью. Вы­пав­ший оса­док от­филь­тро­ва­ли, вы­су­ши­ли и на­гре­ли до по­сто­ян­ной массы, ко­то­рая ока­за­лась равна 0,80 г. Най­ди­те мас­со­вую долю нит­ра­та меди(II) в ис­ход­ном рас­тво­ре и рас­счи­тай­те силу тока, при ко­то­рой про­хо­дил элек­тро­лиз. При­ми­те \it A_r\rm левая круг­лая скоб­ка Cu пра­вая круг­лая скоб­ка = 64. По­сто­ян­ная Фа­ра­дея \it F = 96500 Кл/⁠моль. В от­ве­те за­пи­ши­те урав­не­ния ре­ак­ций, ко­то­рые ука­за­ны в усло­вии за­да­чи, и при­ве­ди­те все не­об­хо­ди­мые вы­чис­ле­ния (ука­зы­вай­те еди­ни­цы из­ме­ре­ния и обо­зна­че­ния ис­ко­мых фи­зи­че­ских ве­ли­чин).

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  За­пи­шем урав­не­ние про­те­ка­ю­щих ре­ак­ций:

\ChemForm2Cu левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 плюс 2H_2O = 2Cu плюс 4HNO_3 плюс O_2;

\ChemFormHNO_3 плюс NaOH = NaNO_3 плюс H_2O;

\ChemFormCu левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 плюс 2NaOH = 2NaNO_3 плюс Cu левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка _2;

\ChemFormCu левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка _2 = CuO плюс H_2O.

2.  Най­дем ко­ли­че­ства ве­ществ \ChemFormNaOH и \ChemFormCuO:

\it \nu\rm левая круг­лая скоб­ка NaOH пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m_NaOH, зна­ме­на­тель: \it M_NaOH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 40 умно­жить на 0,08, зна­ме­на­тель: 40 конец дроби = 0,08моль;

\it \nu\rm левая круг­лая скоб­ка CuO пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m_CuO, зна­ме­на­тель: \it M_CuO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 0,80, зна­ме­на­тель: 80 конец дроби = 0,01моль.

3.  Элек­тро­лиз идет не до конца, гид­рок­сид на­трия ре­а­ги­ру­ет и с нит­ра­том меди, и с азот­ной кис­ло­той:

\nu_ост.\rm левая круг­лая скоб­ка Cu левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu\rm левая круг­лая скоб­ка CuO пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,01 моль;

\it \nu\rm левая круг­лая скоб­ка NaOH пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,08 = 2 умно­жить на 0,01 плюс \nu\rm левая круг­лая скоб­ка HNO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка ;

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка HNO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,08 минус 0,02 = 0,06 моль;

\nu_исх.\rm левая круг­лая скоб­ка Cu левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,06/2 плюс 0,01 = 0,04 моль;

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка Cu пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,06/2 = 0,03 моль.

Те­перь най­дем мас­со­вую долю нит­ра­та меди:

\it \omega\rm левая круг­лая скоб­ка Cu левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m\rm левая круг­лая скоб­ка Cu левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: \it m\rm левая круг­лая скоб­ка рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби умно­жить на 100\% ;

\it \omega\rm левая круг­лая скоб­ка Cu левая круг­лая скоб­ка NO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 0,04 умно­жить на 188 , зна­ме­на­тель: 200 конец дроби = 0,0376 или 3,76 \%.

Най­дем силу тока, при ко­то­ром про­хо­дил элек­тро­лиз:

\ChemFormCu в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 плюс пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2e = Cu в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка ;

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка e пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 умно­жить на 0,03 = 0,06 моль;

\it I\rm = дробь: чис­ли­тель: \nu\rm левая круг­лая скоб­ка e пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \it F\rm, зна­ме­на­тель: \it t\rm конец дроби .

Тогда:

\it I\rm = дробь: чис­ли­тель: 0,06 умно­жить на 96500, зна­ме­на­тель: 25 умно­жить на 60 конец дроби = 3,86 А.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ответ пра­виль­ный и пол­ный, со­дер­жит все на­зван­ные выше эле­мен­ты4
Пра­виль­но за­пи­са­ны три эле­мен­та от­ве­та3
Пра­виль­но за­пи­са­ны два эле­мен­та от­ве­та2
Пра­виль­но за­пи­сан один эле­мент от­ве­та1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл4
Раздел кодификатора ФИПИ:
5.1 Расчёты массы ве­ще­ства или объёма газов по из­вест­но­му ко­ли­че­ству ве­ще­ства, массе или объёму од­но­го из участ­ву­ю­щих в ре­ак­ции ве­ществ;
5.4 Расчёты массы (объёма, ко­ли­че­ства ве­ще­ства) про­дук­тов ре­ак­ции, если одно из ве­ществ дано в из­быт­ке (имеет при­ме­си);
5.6 Расчёты массы (объёма, ко­ли­че­ства ве­ще­ства) про­дук­та ре­ак­ции, если одно из ве­ществ дано в виде рас­тво­ра с опре­делённой мас­со­вой долей рас­творённого ве­ще­ства;
5.7 Расчёты с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­ня­тий «мас­со­вая доля», «мо­ляр­ная кон­цен­тра­ция», «рас­тво­ри­мость».