Номер 3, страница 52, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Рассчитайте массу гидроксида кальция, который можно нейтрализовать с помощью 630 г раствора азотной кислоты, в которой доля $HNO_3$ равна 20%.

Ответ: 74 г.

3. Дано:

$m_{р-ра}(HNO_3) = 630 \text{ г}$

$\omega(HNO_3) = 20\% = 0.2$

Перевод в СИ:

$m_{р-ра}(HNO_3) = 0.63 \text{ кг}$

Найти:

$m(Ca(OH)_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации азотной кислоты гидроксидом кальция. Это реакция обмена между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода.

$2HNO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$

2. Рассчитаем массу чистой азотной кислоты ($HNO_3$), содержащейся в 630 г 20%-го раствора. Масса растворенного вещества равна произведению массы раствора на его массовую долю.

$m(HNO_3) = m_{р-ра}(HNO_3) \times \omega(HNO_3) = 630 \text{ г} \times 0.2 = 126 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы веществ, участвующих в расчете: азотной кислоты ($HNO_3$) и гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева.

$M(HNO_3) = 1 \times Ar(H) + 1 \times Ar(N) + 3 \times Ar(O) = 1 + 14 + 3 \times 16 = 63 \text{ г/моль}$

$M(Ca(OH)_2) = 1 \times Ar(Ca) + 2 \times (Ar(O) + Ar(H)) = 40 + 2 \times (16 + 1) = 74 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) азотной кислоты, вступившей в реакцию, по формуле $n = m/M$.

$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{126 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции определим количество вещества гидроксида кальция. Согласно стехиометрическим коэффициентам, на 2 моль азотной кислоты приходится 1 моль гидроксида кальция.

$\frac{n(Ca(OH)_2)}{1} = \frac{n(HNO_3)}{2}$

Следовательно:

$n(Ca(OH)_2) = \frac{n(HNO_3)}{2} = \frac{2 \text{ моль}}{2} = 1 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу гидроксида кальция, необходимую для полной нейтрализации, по формуле $m = n \times M$.

$m(Ca(OH)_2) = n(Ca(OH)_2) \times M(Ca(OH)_2) = 1 \text{ моль} \times 74 \text{ г/моль} = 74 \text{ г}$

Ответ: масса гидроксида кальция равна 74 г.