Номер 6, страница 420 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 82. Химия в сельском хозяйстве. Глава 9. Химия на службе обществу - номер 6, страница 420.

Условие.

6. Юному агроному дано задание подкормить яблоню аммиачной селитрой, приготовив раствор из расчёта 1 г соли на 1 л воды. Однако аммиачной селитры у него не оказалось, и он решил заменить её на калийную. Какую массу калийной селитры надо растворить в 1 л воды, чтобы получить раствор с концентрацией азота, которая требовалась?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{NH}_4\text{NO}_3) = 1 \text{ г}$ (масса аммиачной селитры)
$V(\text{H}_2\text{O}) = 1 \text{ л}$ (объем воды)

Найти:

$m(\text{KNO}_3)$ — ?

Решение:

Основное условие задачи — концентрация азота в новом растворе должна быть такой же, как и в исходном. Поскольку объем воды одинаков (1 л), это означает, что масса элементарного азота (N) в обоих растворах должна быть одинаковой.

1. Найдем массу азота, которая содержалась в 1 г аммиачной селитры ($NH_4NO_3$).

Сначала вычислим молярную массу аммиачной селитры, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(\text{N}) = 14$, $Ar(\text{H}) = 1$, $Ar(\text{O}) = 16$.

$M(\text{NH}_4\text{NO}_3) = Ar(\text{N}) \cdot 2 + Ar(\text{H}) \cdot 4 + Ar(\text{O}) \cdot 3 = 14 \cdot 2 + 1 \cdot 4 + 16 \cdot 3 = 28 + 4 + 48 = 80 \text{ г/моль}$.

Теперь найдем массовую долю азота в аммиачной селитре. В одной формульной единице $NH_4NO_3$ содержатся два атома азота.

$\omega(\text{N} \text{ в } \text{NH}_4\text{NO}_3) = \frac{2 \cdot Ar(\text{N})}{M(\text{NH}_4\text{NO}_3)} = \frac{2 \cdot 14}{80} = \frac{28}{80} = 0.35$

Масса азота в 1 г аммиачной селитры равна:

$m_1(\text{N}) = m(\text{NH}_4\text{NO}_3) \cdot \omega(\text{N} \text{ в } \text{NH}_4\text{NO}_3) = 1 \text{ г} \cdot 0.35 = 0.35 \text{ г}$.

2. Найдем, какую массу калийной селитры ($KNO_3$) нужно взять, чтобы в ней содержалось 0.35 г азота.

Сначала вычислим молярную массу калийной селитры, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(\text{K}) = 39$, $Ar(\text{N}) = 14$, $Ar(\text{O}) = 16$.

$M(\text{KNO}_3) = Ar(\text{K}) + Ar(\text{N}) + Ar(\text{O}) \cdot 3 = 39 + 14 + 16 \cdot 3 = 53 + 48 = 101 \text{ г/моль}$.

Теперь найдем массовую долю азота в калийной селитре. В одной формульной единице $KNO_3$ содержится один атом азота.

$\omega(\text{N} \text{ в } \text{KNO}_3) = \frac{Ar(\text{N})}{M(\text{KNO}_3)} = \frac{14}{101}$

Масса азота в искомой массе калийной селитры $m(\text{KNO}_3)$ должна быть равна $m_1(\text{N}) = 0.35 \text{ г}$.

$m_1(\text{N}) = m(\text{KNO}_3) \cdot \omega(\text{N} \text{ в } \text{KNO}_3)$

Отсюда выразим искомую массу калийной селитры:

$m(\text{KNO}_3) = \frac{m_1(\text{N})}{\omega(\text{N} \text{ в } \text{KNO}_3)} = \frac{0.35}{\frac{14}{101}} = \frac{0.35 \cdot 101}{14} \approx 2.525 \text{ г}$.

Ответ: чтобы получить раствор с требуемой концентрацией азота, надо растворить в 1 л воды примерно 2.53 г калийной селитры.