Смесь двух безводных солей азотной кислоты массой 31,28 г прожаривали в закрытом сосуде, газы откачивали и охлаждали. В результате получили 15,48 г азотной кислоты (w (HNO3) = 48,84%) и остаток газов азота (I) оксида и кислорода. Определить качественный и количественный состав исходной смеси (степень превращения в каждой стадии принять за 100%).

Дано:

m (Me (NO₃) _x; Me (NO₃) _y) = 31,28 г

m р-ра (HNO₃) = 15,48 г

ω (HNO₃) = 48,84%

Найти:

Me (NO₃) _x - ?

Me (NO₃) _y - ?

m (Me (NO₃) _x) - ?

m (Me (NO₃) _y) - ?

1) N₂O образуется только при разложении NH₄NO₃:

NH₄NO₃ = (t^oC) = > N₂O + 2H₂O;

2) 4NO₂ + O₂ + 2H₂O = > 4HNO₃;

3) m (HNO₃) = ω * m р-ра / 100% = 48,84% * 15,48 / 100% = 7,56 г;

4) n (HNO₃) = m / M = 7,56 / 63 = 0,12 моль;

5) n (NO₂) = n (HNO₃) = 0,12 моль;

6) n2 (H₂O) = n (HNO₃) * 2 / 4 = 0,12 * 2 / 4 = 0,06 моль;

7) m3 (H₂O) = m р-ра (HNO₃) - m (HNO₃) = 15,48 - 7,56 = 7,92 г;

8) n3 (H₂O) = m3 / M = 7,92 / 18 = 0,44 моль;

9) n1 (H₂O) = n2 (H₂O) + n3 (H₂O) = 0,06 + 0,44 = 0,5 моль;

10) n (NH₄NO₃) = n1 (H₂O) / 2 = 0,5 / 2 = 0,25 моль;

11) m (NH₄NO₃) = n * M = 0,25 * 80 = 20 г;

12) m (Me (NO₃) _y) = m (Me (NO₃) _x; Me (NO₃) _y) - m (NH₄NO₃) = 31,28 - 20 = 11,28 г;

13) y = 1 (NO₂ не образуется):

2MeNO₃ = (t^oC) = > 2MeNO₂ + O₂;

14) y = 2:

2Me (NO₃) ₂ = (t^oC) = > 2MeO + 4NO₂ + O₂;

15) n (Me (NO₃) ₂) = n (NO₂) * 2 / 4 = 0,12 * 2 / 4 = 0,06 моль;

16) M (Me (NO₃) ₂) = m / n = 11,28 / 0,06 = 188 г/моль;

17) Ar (Me) = Mr (Me (NO₃) ₂) - Ar (N) * N (N) - Ar (O) * N (O) = 188 - 14 * 2 - 16 * 3 * 2 = 64 - медь (Cu).

Ответ: Масса NH₄NO₃ составляет 20 г; Cu (NO₃) ₂ - 11,28 г.