Номер 3, страница 170 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Вычислите массу 25%-ного раствора азотной кислоты, который потребуется для полной нейтрализации 18,5 г гидроксида кальция. Вычислите массу образовавшейся соли.

Ответ: 126 г $HNO_3$; 41г $Ca(NO_3)_2$

Дано:

$\omega(HNO_3) = 25\% = 0.25$

$m(Ca(OH)_2) = 18.5 \text{ г}$

Найти:

$m_{р-ра}(HNO_3) - ?$

$m(Ca(NO_3)_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации азотной кислоты гидроксидом кальция. В результате реакции образуются соль нитрат кальция и вода:

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

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции, используя периодическую таблицу Менделеева (атомные массы: Ca ≈ 40, o ≈ 16, H ≈ 1, N ≈ 14):

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

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

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

3. Найдем количество вещества (в молях) гидроксида кальция, вступившего в реакцию:

$n(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{M(Ca(OH)_2)} = \frac{18.5 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} = 0.25 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества азотной кислоты, необходимое для полной нейтрализации, и количество вещества образовавшейся соли.

Из уравнения видно, что на 1 моль $Ca(OH)_2$ требуется 2 моль $HNO_3$ и образуется 1 моль $Ca(NO_3)_2$.

Следовательно, соотношение молей:

$n(HNO_3) = 2 \times n(Ca(OH)_2) = 2 \times 0.25 \text{ моль} = 0.5 \text{ моль}$

$n(Ca(NO_3)_2) = n(Ca(OH)_2) = 0.25 \text{ моль}$

5. Вычислим массу чистой азотной кислоты, которая потребуется для реакции:

$m(HNO_3) = n(HNO_3) \times M(HNO_3) = 0.5 \text{ моль} \times 63 \text{ г/моль} = 31.5 \text{ г}$

6. Теперь найдем массу 25%-ного раствора азотной кислоты. Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) определяется как отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Отсюда масса раствора:

$m_{р-ра}(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{\omega(HNO_3)} = \frac{31.5 \text{ г}}{0.25} = 126 \text{ г}$

7. Вычислим массу образовавшейся соли - нитрата кальция:

$m(Ca(NO_3)_2) = n(Ca(NO_3)_2) \times M(Ca(NO_3)_2) = 0.25 \text{ моль} \times 164 \text{ г/моль} = 41 \text{ г}$

Ответ:

Масса 25%-ного раствора азотной кислоты, который потребуется для полной нейтрализации, равна 126 г. Масса образовавшейся соли (нитрата кальция) равна 41 г.