34.05 Параллельные реакции

1. По условию протекают реакции:
2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑
Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaNO₃

2. Найдем число моль смеси газов:
n(смеси) = V(смеси) / Vm = 2,8 / 22,4 = 0,125 моль

3. Найдем число моль выделившегося (кислорода). Для этого составим и решим уравнение:
Пусть n(O₂) = x моль, тогда n(NO₂) = 4x моль

n(смеси) = n(O₂) + n(NO₂)
0,125 = x + 4x 

x = 0,025; n(O₂) = 0,025 моль

4. Найдем массу образовавшегося (оксида меди(II)):
n(CuO) = 2n(O₂) = 2 ⋅ 0,025 = 0,05 моль
m(CuO) = n(CuO) ⋅ M(CuO) = 0,05 ⋅ 80 = 4 г 

5. Найдем число моль (нитрата меди(II)) в твердом остатке:
m(Cu(NO₃)₂) = m(остатка) – m(CuO) = 32,2 – 4 = 28,2 г
n(Cu(NO₃)₂) = m(Cu(NO₃)₂) / M(Cu(NO₃)₂) = 28,2 / 188 = 0,15 моль

6. Найдем число моль (гидроксида натрия) в растворе:
m(NaOH) = m(р-ра NaOH) ⋅ ω(NaOH) = 160 ⋅ 0,1 = 16 г
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 16 / 40 = 0,4 моль

7. Найдем массу оставшегося (гидроксида натрия):
n(прореаг. NaOH) = 2n(Cu(NO₃)₂) = 2 ⋅ 0,15 = 0,3 моль
n(ост. NaOH) = n(NaOH) – n(прореаг. NaOH) = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль
m(ост. NaOH) = n(ост. NaOH) ⋅ M(NaOH) = 0,1 ⋅ 40 = 4 г 

8. Найдем массу конечного раствора: 
m(конечн. р-ра) = m(Cu(NO₃)₂) + m(р-ра NaOH) + m(H₂O) – m(Cu(OH)₂)
m(H₂O) = ρ(H₂O) ⋅ V(H₂O) = 1 ⋅ 50 = 50 г
n(Cu(OH)₂) = n(Cu(NO₃)₂) = 0,15 моль
m(Cu(OH)₂) = n(Cu(OH)₂) ⋅ M(Cu(OH)₂) = 0,15 ⋅ 98 = 14,7 г
m(конечн. р-ра) = 28,2 + 160 + 50 – 14,7 = 223,5 г

9. Найдем массовую долю оставшегося (гидроксида натрия) в конечном растворе:
ω(ост. NaOH) = m(ост. NaOH) / m(конечн. р-ра) = 4 / 223,5 = 0,018 → 1,8%

Ответ: ω(ост. NaOH) = 1,8%