Номер 7, страница 89 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 18. Азотная кислота и её соли. Глава 1. Неметаллы - номер 7, страница 89.

Условие.

7. Сколько граммов нитрата натрия можно получить при нейтрализации 200 г 4 %-го раствора щелочи азотной кислотой?

Решение.

Решение 2.

7. Дано:

Масса раствора щёлочи (гидроксида натрия $NaOH$): $m_{р-ра} = 200 \, г$
Массовая доля щёлочи: $\omega_{(NaOH)} = 4\%$

Перевод данных в систему СИ:
$m_{р-ра} = 200 \, г = 0.2 \, кг$
$\omega_{(NaOH)} = 4\% = 0.04$ (безразмерная величина)

Найти:

Массу нитрата натрия ($NaNO_3$): $m_{(NaNO_3)} - ?$

Решение:

Процесс нейтрализации щёлочи (в данном случае, гидроксида натрия $NaOH$) азотной кислотой ($HNO_3$) описывается следующим уравнением химической реакции:

$NaOH + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + H_2O$

1. Первым шагом определим массу чистого гидроксида натрия в 200 г 4%-го раствора. Для этого используем формулу массовой доли:

$m_{(NaOH)} = m_{р-ра} \cdot \omega_{(NaOH)}$
$m_{(NaOH)} = 200 \, г \cdot 0.04 = 8 \, г$

2. Далее вычислим молярные массы реагента ($NaOH$) и продукта ($NaNO_3$), используя данные из периодической таблицы химических элементов (атомные массы: Na ≈ 23, O ≈ 16, H ≈ 1, N ≈ 14).

$M_{(NaOH)} = 23 + 16 + 1 = 40 \, г/моль$
$M_{(NaNO_3)} = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 85 \, г/моль$

3. Найдем количество вещества (в молях) гидроксида натрия, вступившего в реакцию, по формуле:

$\nu = \frac{m}{M}$
$\nu_{(NaOH)} = \frac{8 \, г}{40 \, г/моль} = 0.2 \, моль$

4. Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между гидроксидом натрия и нитратом натрия составляет 1:1. Это означает, что количество вещества образовавшегося нитрата натрия равно количеству вещества прореагировавшего гидроксида натрия.

$\nu_{(NaNO_3)} = \nu_{(NaOH)} = 0.2 \, моль$

5. Наконец, зная количество вещества и молярную массу нитрата натрия, мы можем рассчитать его массу:

$m = \nu \cdot M$
$m_{(NaNO_3)} = 0.2 \, моль \cdot 85 \, г/моль = 17 \, г$

Ответ: при нейтрализации 200 г 4%-го раствора щёлочи азотной кислотой можно получить 17 г нитрата натрия.