Смесь Cu и CuO обработали раствором HCl 100, 85 мл с массовой долей 36,5% , (плотность 1,19г\мл). Осадок отфильтровали растворили в концентрированной H2SO4, при этом выделилось 11,2л газа (н.у.). Фильтрат нейтрализовали 25%-ным раствором (плотность 1,28г\мл) гидроксидом натрия, при этом образовалось 39,2 г осадка. Рассчитайте массовые доли компонентов исходной смеси и обьем NaOH

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нужно представить все реакции, которые происходят при обработке смеси Cu и CuO.

Реакция обработки Cu и CuO раствором HCl:
Cu + 2HCl -> CuCl2 + H2
CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O

Реакция обработки осадка раствором H2SO4:
CuO + H2SO4 -> CuSO4 + H2O
CuCl2 + H2SO4 -> CuSO4 + 2HCl

Реакция обработки фильтрата раствором NaOH:
CuSO4 + 2NaOH -> Cu(OH)2 + Na2SO4

Из уравнений реакций видно, что все медные соединения превращаются в CuSO4, который затем растворяется в воде.

Теперь запишем баланс массы и объема для получения массовых долей компонентов и обьема NaOH:

Найдем количество Cu и CuO в исходной смеси.
M(Cu) = 63.5 г/моль
M(CuO) = 79.5 г/моль

Пусть масса смеси Cu и CuO равна m г.
Количество Cu (n(Cu)) и CuO (n(CuO)):
n(Cu) = m(M(CuO2)/(M(Cu) + M(CuO)) = m 79.5/(63.5 + 79.5)
n(CuO) = m(M(Cu))/(M(Cu) + M(CuO)) = m 63.5/(63.5 + 79.5)

Найдем количество CuSO4, получаемого из обработанного осадка.
M(CuSO4) = 159.5 г/моль

Масса CuSO4:
m(CuSO4) = V(H2)ρ(H2)M(CuSO4)/22.4
m(CuSO4) = 11.21.19159.5/22.4

Рассчитаем массовые доли компонентов исходной смеси:
Массовая доля Cu: (n(Cu)M(Cu))/(n(Cu)M(Cu) + n(CuO)M(CuO) + m(CuSO4)M(CuSO4)

Массовая доля CuO: (n(CuO)M(Cu))/(n(Cu)M(Cu) + n(CuO)M(CuO) + m(CuSO4)M(CuSO4)

Найдем объем NaOH:
Масса NaOH = 39.2 г
Пусть объем NaOH равен V.

Тогда V = Масса NaOH/ρ(NaOH) = 39.2/1.28

Таким образом, можно найти массовые доли компонентов исходной смеси и объем NaOH.