Номер 25, страница 78 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Авторы: Габриелян О. С., Тригубчак И. В.
Тип: Сборник задач и упражнений
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Цвет обложки: белый, зелёный с кристаллом
ISBN: 978-5-09-073711-1
Популярные ГДЗ в 9 классе
Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 25, страница 78.
№25 (с. 78)
Условие. №25 (с. 78)
скриншот условия

25. Какой объём раствора азотной кислоты с массовой долей 55 % и плотностью $1,34 \text{ г/см}^3$ можно получить из $1 \text{ м}^3$ аммиака, если выход при каталитическом окислении аммиака составляет 98 %, а выход кислоты — 94 %?
Решение. №25 (с. 78)

Решение 2. №25 (с. 78)
Дано:
$V(NH_3) = 1 \text{ м}^3 = 1000 \text{ л}$
$w(HNO_3) = 55 \% = 0.55$
$\rho_{р-ра} = 1.34 \text{ г/см}^3 = 1340 \text{ г/л}$
$\eta_1(\text{окисления } NH_3) = 98 \% = 0.98$
$\eta_2(\text{кислоты}) = 94 \% = 0.94$
Найти:
$V_{р-ра}(HNO_3) - ?$
Решение:
Процесс получения азотной кислоты из аммиака является многостадийным. Запишем уравнения основных реакций:
1. Каталитическое окисление аммиака до оксида азота(II):
$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{\text{Pt/Rh}} 4NO + 6H_2O$
2. Окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV):
$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$
3. Поглощение оксида азота(IV) водой в присутствии кислорода с образованием азотной кислоты:
$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$
Из уравнений реакций видно, что из 4 моль $NH_3$ в итоге образуется 4 моль $HNO_3$. Следовательно, общее молярное соотношение исходного аммиака и конечной азотной кислоты составляет 1:1.
$n_{теор}(NH_3) = n_{теор}(HNO_3)$
Расчет будем проводить в несколько этапов, принимая, что объем аммиака дан при нормальных условиях (н.у.), при которых молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.
- Найдем количество вещества (моль) аммиака, вступившего в реакцию:
$n(NH_3) = \frac{V(NH_3)}{V_m} = \frac{1000 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 44.643 \text{ моль}$ - Рассчитаем общий практический выход продукта. Так как стадии процесса последовательны, общий выход равен произведению выходов на каждой стадии:
$\eta_{общ} = \eta_1 \times \eta_2 = 0.98 \times 0.94 = 0.9212$ - Найдем практическое количество вещества азотной кислоты, которое можно получить с учетом выходов:
$n_{практ}(HNO_3) = n_{теор}(NH_3) \times \eta_{общ} = 44.643 \text{ моль} \times 0.9212 \approx 41.127 \text{ моль}$ - Вычислим массу полученной чистой азотной кислоты. Молярная масса $HNO_3$ равна $M(HNO_3) = 1 + 14 + 3 \times 16 = 63 \text{ г/моль}$.
$m(HNO_3) = n_{практ}(HNO_3) \times M(HNO_3) = 41.127 \text{ моль} \times 63 \text{ г/моль} \approx 2591 \text{ г}$ - Найдем массу 55%-го раствора азотной кислоты, содержащего эту массу чистого вещества:
$m_{р-ра}(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{w(HNO_3)} = \frac{2591 \text{ г}}{0.55} \approx 4710.9 \text{ г}$ - Определим объем полученного раствора азотной кислоты, используя его плотность:
$V_{р-ра}(HNO_3) = \frac{m_{р-ра}(HNO_3)}{\rho_{р-ра}} = \frac{4710.9 \text{ г}}{1.34 \text{ г/см}^3} \approx 3515.6 \text{ см}^3$
Переведем объем в литры: $3515.6 \text{ см}^3 = 3.5156 \text{ л}$. Округляя до трех значащих цифр, получаем 3.52 л.
Ответ: объем раствора азотной кислоты, который можно получить, составляет примерно $3.52 \text{ л}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по химии за 9 класс, для упражнения номер 25 расположенного на странице 78 к сборнику задач и упражнений 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по химии к упражнению №25 (с. 78), авторов: Габриелян (Олег Саргисович), Тригубчак (Инесса Васильевна), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.