Номер 6, страница 185 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 25. Химия в сельском хозяйстве. Глава 5. Химия в жизни и обществе - номер 6, страница 185.

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. Сколько граммов калийной селитры надо растворить в 1 л воды, чтобы получить раствор с концентрацией азота, которая требовалась?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса аммиачной селитры ($NH_4NO_3$) $m_1 = 1 \text{ г}$

Объем воды $V = 1 \text{ л}$

$m_1 = 0.001 \text{ кг}$
$V = 0.001 \text{ м}^3$

Найти:

Массу калийной селитры ($KNO_3$) $m_2$ (в граммах), необходимую для получения раствора с той же концентрацией азота.

Решение:

Ключевое условие задачи — концентрация азота в обоих растворах должна быть одинаковой. Поскольку объем воды в обоих случаях равен 1 л, это означает, что масса азота ($N$) в обоих растворах также должна быть одинаковой.

1. Сначала найдем, какая масса азота содержится в 1 г аммиачной селитры ($NH_4NO_3$).

Для этого рассчитаем молярную массу аммиачной селитры. Будем использовать округленные атомные массы элементов: $Ar(N) = 14 \text{ а.е.м.}$, $Ar(H) = 1 \text{ а.е.м.}$, $Ar(O) = 16 \text{ а.е.м.}$

Молярная масса $NH_4NO_3$ равна:

$M(NH_4NO_3) = Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 14 + 4 \cdot 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}$.

В каждой формульной единице $NH_4NO_3$ содержится два атома азота. Найдем массовую долю азота ($\omega(N)$) в аммиачной селитре:

$\omega(N)_{\text{в } NH_4NO_3} = \frac{2 \cdot Ar(N)}{M(NH_4NO_3)} = \frac{2 \cdot 14}{80} = \frac{28}{80} = 0.35$.

Теперь вычислим массу азота $m(N)$ в 1 г аммиачной селитры:

$m(N) = m_1 \cdot \omega(N)_{\text{в } NH_4NO_3} = 1 \text{ г} \cdot 0.35 = 0.35 \text{ г}$.

Следовательно, в исходном растворе содержится 0.35 г азота.

2. Теперь рассчитаем, какую массу калийной селитры ($KNO_3$) необходимо взять, чтобы получить 0.35 г азота.

Рассчитаем молярную массу калийной селитры. Атомная масса калия $Ar(K) = 39 \text{ а.е.м.}$

Молярная масса $KNO_3$ равна:

$M(KNO_3) = Ar(K) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 39 + 14 + 3 \cdot 16 = 101 \text{ г/моль}$.

В каждой формульной единице $KNO_3$ содержится один атом азота. Найдем массовую долю азота ($\omega(N)$) в калийной селитре:

$\omega(N)_{\text{в } KNO_3} = \frac{Ar(N)}{M(KNO_3)} = \frac{14}{101}$.

Зная, что требуемая масса азота $m(N) = 0.35 \text{ г}$, найдем необходимую массу калийной селитры $m_2$:

$m_2 = \frac{m(N)}{\omega(N)_{\text{в } KNO_3}} = \frac{0.35 \text{ г}}{\frac{14}{101}} = 0.35 \cdot \frac{101}{14} = 0.025 \cdot 101 = 2.525 \text{ г}$.

Ответ: чтобы получить раствор с требуемой концентрацией азота, надо растворить 2.525 г калийной селитры.