Для проведения электролиза на инертных электродах взяли 400 мл раствора нитрата меди(II) с молярной концентрацией 1,25 моль/л и плотностью 1,12 г/мл. После того как на аноде выделилось 3,36 л газа процесс остановили. К образовавшемуся раствору добавили 800 мл раствора карбоната натрия с концентрацией 0,25 моль/л и плотностью 1,05 г/мл. Определите массовую долю нитрата меди(II) в образовавшемся растворе.

[1] 2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O = 2Cu↓ + 4HNO₃ + O₂↑ [2] 2HNO₃ + Na₂CO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂↑ m(р-ра Cu(NO₃)₂) = V(р-ра Cu(NO₃)₂) · ρ(р-ра Cu(NO₃)₂) = 400 · 1,12 = 448 г n(Cu(NO₃)₂) = V(р-ра Cu(NO₃)₂) · C(р-ра Cu(NO₃)₂) = 0,4 · 1,25 = 0,5 моль n(O₂) = V/Vₘ = 3,36/22,4 = 0,15 моль n(прор. Cu(NO₃)₂) = 2 · n(O₂) = 2 · 0,15 = 0,3 моль n(ост. Cu(NO₃)₂) = n(Cu(NO₃)₂) - n(прор. Cu(NO₃)₂) = 0,5 - 0,3 = 0,2 моль n(HNO₃) = 4 · n(O₂) = 4 · 0,15 = 0,6 моль m(р-ра Na₂CO₃) = V(р-ра Na₂CO₃) · ρ(р-ра Na₂CO₃) = 800 · 1,05 = 840 г n(Na₂CO₃) = V(р-ра Na₂CO₃) · C(р-ра Na₂CO₃) = 0,8 · 0,25 = 0,2 моль n₂(Na₂CO₃) = 0,5 · n(HNO₃) = 0,3 моль - недостаток Na₂CO₃ m(ост. Cu(NO₃)₂) = n · M = 0,2 · 188 = 37,6 г m(р-ра) = m(р-ра Cu(NO₃)₂) - m(Cu) - m(O₂) + m(р-ра Na₂CO₃) - m(CO₂) n(Cu) = n(прор. Cu(NO₃)₂) = 0,3 моль m(Cu) = n · M = 0,3 · 64 = 19,2 г m(O₂) = n · M = 0,15 · 32 = 4,8 г n(CO₂) = n(Na₂CO₃) = 0,2 моль m(CO₂) = n · M = 0,2 · 44 = 8,8 г m(р-ра) = 448 - 19,2 - 4,8 + 840 - 8,8 = 1255,2 г ω(Cu(NO₃)₂) = m(Cu(NO₃)₂)/m(р-ра) = 37,6/1255,2 = 0,02996 (2,996%)