Номер 3, страница 101 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 5. Азот и фосфор. Параграф 28. Соли азотной кислоты. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 101.

Условие.

3. Вычислите массовую долю (в процентах) азотной кислоты, если в результате проведения химической реакции между 200 г раствора этой кислоты и карбонатом магния было получено 11,2 л (н. у.) оксида углерода(IV).

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{р-ра}(HNO_3) = 200 \text{ г}$

$V(CO_2) = 11.2 \text{ л}$ (н. у.)

Система СИ:

$m_{р-ра}(HNO_3) = 0.2 \text{ кг}$

$V(CO_2) = 0.0112 \text{ м}^3$

Найти:

$\omega(HNO_3)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции между азотной кислотой и карбонатом магния. Предполагается, что карбонат магния взят в избытке, и кислота прореагировала полностью.

$2HNO_3 + MgCO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества (моль) выделившегося оксида углерода(IV) ($CO_2$). Поскольку объем газа измерен при нормальных условиях (н. у.), мы можем использовать молярный объем газов, который равен $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{11.2 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества азотной кислоты ($HNO_3$), которое вступило в реакцию. Из стехиометрических коэффициентов видно, что количество вещества азотной кислоты в два раза больше количества вещества оксида углерода(IV).

$\frac{n(HNO_3)}{2} = \frac{n(CO_2)}{1}$

$n(HNO_3) = 2 \cdot n(CO_2) = 2 \cdot 0.5 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

4. Вычислим молярную массу азотной кислоты ($HNO_3$), используя относительные атомные массы элементов: H (1), N (14), O (16).

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

5. Теперь мы можем найти массу чистой азотной кислоты, которая содержалась в исходном растворе.

$m(HNO_3) = n(HNO_3) \cdot M(HNO_3) = 1 \text{ моль} \cdot 63 \text{ г/моль} = 63 \text{ г}$

6. Наконец, вычислим массовую долю азотной кислоты в исходном 200-граммовом растворе. Массовая доля ($\omega$) — это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выраженное в процентах.

$\omega(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{m_{р-ра}(HNO_3)} \cdot 100\% = \frac{63 \text{ г}}{200 \text{ г}} \cdot 100\% = 0.315 \cdot 100\% = 31.5\%$

Ответ: массовая доля азотной кислоты в растворе составляет 31,5%.