Номер 3.23, страница 57, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.23. Вычислите массовую долю азотной кислоты ($\text{HNO}_3$) в растворе, если известно, что 200 г этого раствора полностью прореагировали с 4 г гидроксида натрия ($\text{NaOH}$).

Дано:

$m(р-ра~HNO_3) = 200~г$

$m(NaOH) = 4~г$

$m(р-ра~HNO_3) = 200~г = 0.2~кг$
$m(NaOH) = 4~г = 0.004~кг$

Найти:

$\omega(HNO_3) - ?$

Решение:

Для решения задачи сначала запишем уравнение химической реакции между азотной кислотой ($HNO_3$) и гидроксидом натрия ($NaOH$). Это реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль (нитрат натрия) и вода.

1. Уравнение реакции:

$HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$

Из уравнения видно, что стехиометрические коэффициенты перед азотной кислотой и гидроксидом натрия равны 1. Это означает, что они реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Рассчитаем молярные массы реагентов, используя периодическую таблицу химических элементов Д.И. Менделеева (атомные массы округлим до целых значений, кроме хлора):

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40~г/моль$

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

3. Найдем количество вещества (число молей) гидроксида натрия, вступившего в реакцию:

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{4~г}{40~г/моль} = 0.1~моль$

4. Так как вещества реагируют в соотношении 1:1, количество вещества азотной кислоты, прореагировавшей с гидроксидом натрия, будет таким же:

$n(HNO_3) = n(NaOH) = 0.1~моль$

5. Теперь вычислим массу чистой азотной кислоты, которая содержалась в 200 г раствора:

$m(HNO_3) = n(HNO_3) \times M(HNO_3) = 0.1~моль \times 63~г/моль = 6.3~г$

6. Массовая доля ($\omega$) вещества в растворе вычисляется как отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Выразим ее в процентах.

$\omega(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{m(р-ра~HNO_3)} \times 100\%$

$\omega(HNO_3) = \frac{6.3~г}{200~г} \times 100\% = 0.0315 \times 100\% = 3.15\%$

Ответ: массовая доля азотной кислоты в растворе составляет 3.15%.