Номер 4, страница 105 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 5. Азот и фосфор. Параграф 29. Фосфор. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 105.

Условие.

4. Рассчитайте массу раствора азотной кислоты (массовая доля $HNO_3$ в нём равна 14%), требующегося на реакцию с 2 моль карбоната натрия.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Массовая доля $HNO_3$ в растворе, $\omega(HNO_3) = 14\% = 0.14$

Количество вещества карбоната натрия, $n(Na_2CO_3) = 2 \text{ моль}$

Найти:

Массу раствора азотной кислоты, $m(\text{р-ра } HNO_3)$

Решение:

1. Сначала составим уравнение химической реакции между азотной кислотой ($HNO_3$) и карбонатом натрия ($Na_2CO_3$). В результате реакции обмена образуются нитрат натрия ($NaNO_3$), вода ($H_2O$) и углекислый газ ($CO_2$):

$2HNO_3 + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Из стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции следует, что на 1 моль карбоната натрия реагирует 2 моль азотной кислоты. Рассчитаем количество вещества азотной кислоты, необходимое для реакции с 2 моль карбоната натрия:

$\frac{n(HNO_3)}{n(Na_2CO_3)} = \frac{2}{1}$

$n(HNO_3) = 2 \cdot n(Na_2CO_3) = 2 \cdot 2 \text{ моль} = 4 \text{ моль}$

3. Вычислим молярную массу азотной кислоты ($M(HNO_3)$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы:

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

4. Теперь мы можем найти массу чистой азотной кислоты ($m(HNO_3)$), которая вступает в реакцию:

$m(HNO_3) = n(HNO_3) \cdot M(HNO_3) = 4 \text{ моль} \cdot 63 \text{ г/моль} = 252 \text{ г}$

5. Найденная масса (252 г) — это масса чистого вещества ($HNO_3$), которое содержится в 14%-ом растворе. Чтобы найти массу всего раствора, воспользуемся формулой для массовой доли:

$\omega(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{m(\text{р-ра } HNO_3)}$

Выразим из формулы массу раствора:

$m(\text{р-ра } HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{\omega(HNO_3)} = \frac{252 \text{ г}}{0.14} = 1800 \text{ г}$

Ответ: для реакции с 2 моль карбоната натрия потребуется 1800 г 14%-го раствора азотной кислоты.