Номер 4, страница 183 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 39. Окислительные свойства серной и азотной кислот. Глава VII. Неметаллы - номер 4, страница 183.

Условие.

4. Вычислите массу соли, образующейся в результате реакции 11,2 г оксида кальция с раствором, содержащим 25,6 г азотной кислоты. Выход соли составил 80 % от теоретически возможного.

Решение.

Решение 2.

Дано:

m(CaO) = 11,2 г
m(HNO₃) = 25,6 г
η = 80%

m(CaO) = 0,0112 кг
m(HNO₃) = 0,0256 кг
η = 0,8

Найти:

m_практ.(Ca(NO₃)₂) — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида кальция с азотной кислотой. При реакции основного оксида с кислотой образуется соль и вода:

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

2. Рассчитаем молярные массы веществ, используя относительные атомные массы: Ar(Ca) = 40, Ar(O) = 16, Ar(H) = 1, Ar(N) = 14.

$M(CaO) = 40 + 16 = 56$ г/моль

$M(HNO_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63$ г/моль

$M(Ca(NO_3)_2) = 40 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 40 + 2 \cdot 62 = 164$ г/моль

3. Вычислим количество вещества (в молях) для каждого из реагентов.

$\nu(CaO) = \frac{m(CaO)}{M(CaO)} = \frac{11,2\ г}{56\ г/моль} = 0,2$ моль

$\nu(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{25,6\ г}{63\ г/моль} \approx 0,406$ моль

4. Определим, какое вещество находится в недостатке. По уравнению реакции, на 1 моль CaO необходимо 2 моль HNO₃. Рассчитаем, сколько азотной кислоты потребуется для реакции с 0,2 моль CaO:

$\nu_{необх.}(HNO_3) = 2 \cdot \nu(CaO) = 2 \cdot 0,2\ моль = 0,4$ моль

В наличии имеется 0,406 моль азотной кислоты, что больше, чем требуется (0,4 моль). Следовательно, азотная кислота находится в избытке, а оксид кальция — в недостатке. Дальнейшие расчеты ведем по веществу в недостатке (CaO).

5. Найдем теоретически возможную массу соли (нитрата кальция), которая может образоваться в реакции. Согласно уравнению, из 1 моль CaO образуется 1 моль Ca(NO₃)₂. Таким образом:

$\nu_{теор.}(Ca(NO_3)_2) = \nu(CaO) = 0,2$ моль

Теперь рассчитаем теоретическую массу соли:

$m_{теор.}(Ca(NO_3)_2) = \nu_{теор.}(Ca(NO_3)_2) \cdot M(Ca(NO_3)_2) = 0,2\ моль \cdot 164\ г/моль = 32,8$ г

6. Рассчитаем практическую массу соли, зная, что выход реакции составляет 80% (η = 0,8).

$m_{практ.}(Ca(NO_3)_2) = m_{теор.}(Ca(NO_3)_2) \cdot \eta = 32,8\ г \cdot 0,8 = 26,24$ г

Ответ: масса образовавшейся соли составляет 26,24 г.