Номер 6, страница 67 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Вычислите максимальный объем $0,05 \text{ М}$ раствора азотной кислоты, который может вступить в реакцию с $250 \text{ мл}$ $0,1 \text{ М}$ раствора карбоната натрия.

Дано:

Перевод в систему СИ:

Найти:

Максимальный объём раствора азотной кислоты, $V(HNO_3)$ - ?

Решение:

Для решения задачи сначала необходимо написать уравнение химической реакции между азотной кислотой и карбонатом натрия. Это реакция обмена, в результате которой образуются нитрат натрия, вода и углекислый газ.

1. Уравнение реакции:

$2HNO_3 + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$

Из уравнения реакции видно, что стехиометрическое соотношение между азотной кислотой и карбонатом натрия составляет 2:1. То есть, для реакции с 1 молем карбоната натрия требуется 2 моля азотной кислоты.

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) карбоната натрия, содержащегося в 250 мл 0,1 М раствора, используя формулу молярной концентрации $C = \frac{n}{V}$, откуда $n = C \cdot V$.

$n(Na_2CO_3) = C(Na_2CO_3) \cdot V(Na_2CO_3) = 0,1 \text{ моль/л} \cdot 0,25 \text{ л} = 0,025 \text{ моль}$

3. Используя стехиометрическое соотношение из уравнения реакции, определим количество вещества азотной кислоты, необходимое для полной реакции с полученным количеством карбоната натрия.

$\frac{n(HNO_3)}{n(Na_2CO_3)} = \frac{2}{1} \implies n(HNO_3) = 2 \cdot n(Na_2CO_3)$

$n(HNO_3) = 2 \cdot 0,025 \text{ моль} = 0,05 \text{ моль}$

4. Зная количество вещества и молярную концентрацию раствора азотной кислоты, вычислим её максимальный объём, который может вступить в реакцию. Воспользуемся той же формулой, выразив из неё объём: $V = \frac{n}{C}$.

$V(HNO_3) = \frac{n(HNO_3)}{C(HNO_3)} = \frac{0,05 \text{ моль}}{0,05 \text{ моль/л}} = 1 \text{ л}$

Таким образом, максимальный объём 0,05 М раствора азотной кислоты, который потребуется для полной реакции, составляет 1 литр (или 1000 мл).

Ответ: 1 л.