Номер 6, страница 211 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

6. Рассчитайте массу 68%-й азотной кислоты, которую можно получить из 276 кг (н. у.) оксида азота (IV).

Дано:

Масса оксида азота(IV), $m(NO_2) = 276$ кг

Массовая доля раствора азотной кислоты, $w(HNO_3) = 68\% = 0.68$

Найти:

Массу 68%-го раствора азотной кислоты, $m_{раствора}(HNO_3)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции получения азотной кислоты из оксида азота(IV) в присутствии кислорода (промышленный способ):

$$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$$

2. Рассчитаем молярные массы реагента и продукта, используя относительные атомные массы: $Ar(N) = 14$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса оксида азота(IV) ($NO_2$):

$$M(NO_2) = 14 + 2 \cdot 16 = 46 \text{ г/моль} = 46 \text{ кг/кмоль}$$

Молярная масса азотной кислоты ($HNO_3$):

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

3. Найдем количество вещества (в киломолях) оксида азота(IV), содержащегося в 276 кг:

$$n(NO_2) = \frac{m(NO_2)}{M(NO_2)} = \frac{276 \text{ кг}}{46 \text{ кг/кмоль}} = 6 \text{ кмоль}$$

4. По уравнению реакции определим количество вещества азотной кислоты. Стехиометрические коэффициенты перед $NO_2$ и $HNO_3$ равны (4 и 4), следовательно, их количества веществ также равны:

$$\frac{n(NO_2)}{4} = \frac{n(HNO_3)}{4} \Rightarrow n(HNO_3) = n(NO_2) = 6 \text{ кмоль}$$

5. Рассчитаем массу чистой (100%-й) азотной кислоты, которая образуется в результате реакции:

$$m(HNO_3) = n(HNO_3) \cdot M(HNO_3) = 6 \text{ кмоль} \cdot 63 \text{ кг/кмоль} = 378 \text{ кг}$$

6. Теперь, зная массу чистой кислоты и ее массовую долю в растворе, найдем общую массу 68%-го раствора:

$$m_{раствора}(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{w(HNO_3)} = \frac{378 \text{ кг}}{0.68} \approx 555.88 \text{ кг}$$

Округляя до целого числа, получаем 556 кг.

Ответ: 556 кг.