Смесь меди (II) нитрата и меди прокалили на воздухе. После охлаждения образованной

смеси обнаружили, что масса смеси не изменилась. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.

2Cu (NO3) 2-->2CuO+4NO2+O2 (1)

2Cu+O2-->2CuO (2)

Интересно. NO2 безвозвратно уйдет, а вот кислород, получившийся при разложении нитрата, пойдет на окисление меди. Однако, чтобы масса смеси не изменилась, необходимо, чтобы какое-то количество кислорода воздуха также перешло в оксид.

Хорошо. Так как никаких конкретных чисел не дано, то примем химическое количество исходной смеси за 1 моль. Пускай нитрата меди было х моль, тогда чистой меди было (1-х) моль. Молярная масса нитрата - 188 г/моль, оксида меди - 80 г/моль. Тогда общая масса смеси - 188 х+80-80 х = (108 х+80) грамм. Запомним это.

Вернемся к уравнению реакции разложения нитрата. По коэффициентам выходит, что из х моль нитрата образовалось х моль оксида меди, 2 х моль оксида азота и х/2 моль кислорода. Как мы уже выяснили, оксид азота полностью уходит из системы. Сколько именно? Молярная масса равна 46 г/моль. 2 х*46=92 х грамм - вот сколько. Что же получается? Получается так, что именно столько же кислорода (по массе) должно перейти из воздуха в оксид меди, чтобы возместить потерю оксида азота. Какое химическое количество кислорода выйдет? Молярная масса кислорода - 32 г/моль. 92 х/32=2,875 х - именно столько.

Итак, из нитрата меди образовалось х/2 моль кислорода (иначе говоря, 0,5 х), а из воздуха перешло 2,875 х. Всего - 2,875 х+0,5 х=3,375 х моль. Что с ним реагирует? Медь из смеси. Вернемся к нашему уравнению номер 2.

2Cu+O2-->2CuO

Мы знаем, что кислорода было 3,375 х моль, а количество меди мы приняли равным 1-х моль. Так как коэффициенты между медью и кислородом равны 2:1, то домножим количество кислорода на 2. 3,375 х*2=6,75 х моль.

А теперь мы можем приравнять эти количества, ведь в соответствии с коэффициентами они стали равны!

6,75 х=1-х

7,75 х=1

х=0,129

За х мы приняли количество нитрата меди, то есть оно было равно 0,129 моль, тогда количество чистой меди было равно 1-0,129=0,871 моль.

Пересчитаем на массу. Нитрата меди было 0,129*188=24,252 грамм, а меди - 0,871*64=55,744 грамм.

Осталось посчитать массовые доли! Масса всей смеси выходит равна 24,252+55,744≈80 грамм. Тогда массовая доля нитрата меди равна 24,252/80≈0,3 (то есть 30%), а меди, соответственно - 100%-30%=70%

Задача решена! Ответ: массовая доля нитрата меди - 30%, чистой меди - 70%