К раствору, полученному при добавлении 24 г гидрида натрия к 1 л воды, прилили 100 мл 30%-ого раствора азотной кислоты (плотность 1,18 г/мл). Определите массовые доли веществ в конечном растворе.
1) Вычислим количества веществ и запишем первую реакцию:
n(NaH) = 24/24 = 1 моль
NaH + H2O → NaOH + H2
По коэффициентам видим, что n(NaOH) = n(NaH) = 1 моль.
2) Вычислим количество вещества азотной кислоты и запишем вторую реакцию:
m(HNO3) = 100×1.18×0.3 = 35.4 г
n(HNO3) = 35.4/63 = 0.56 моль
NaOH
+
HNO3
→
NaNO3
+
H2O
Было:
1 моль
0.56 моль
-
-
Стало:
1 - 0.56 = 0.44 моль
-
0.56 моль
0.56 моль
Для реакции с NaOH в количестве 1 моль необходима кислота в количестве 1 моль, а по условию мы определили, что кислоты есть только 0.56 моль. Следовательно, щелочь в избытке, а кислота в недостатке (в реакции она расходуется полностью). Расчет количества вещества NaNO3 ведем по количеству кислоты: n(NaNO3) = n(HNO3) = 0.56 моль.
Таким образом в растворе осталась щелочь (1 - 0.56 = 0.44 моль) и нитрат натрия (0.56 моль).
Хлор, выделившийся при взаимодействии 43.5 г оксида марганца (IV) с раствором HCl объемом 500 мл (плотность 1.18 г/мл) с массовой долей 36%, полностью поглощен горячим раствором гидроксида калия массой 600 г с массовой долей 28%. Определите массовую долю хлората калия в полученном растворе.
1) Определим количества веществ, вступающих в первую реакцию и запишем саму реакцию:
n(MnO2) = 43.5/87 = 0.5 моль
m(HCl) = 500×1.18×0.36 = 212.4 г
n(HCl) = 212.4/36.5 = 5.8 моль
MnO2 + 4HCl -> Cl2 + MnCl2 + 2H2O
Согласно коэффициентам, количество HCl, которое необходимо для полного расходования 0.5 моль MnO2, в 4 раза больше количества MnO2:
n(HCl) = 4×n(MnO2) = 4×0.5 = 2 моль.
По условию задачи имеем 5.8 моль HCl, следовательно MnO2 в недостатке, а HCl в избытке. Расчет количества хлора ведем по количеству MnO2 (так как он в недостатке):
n(Cl2) = n(MnO2) = 0.5 моль.
2) Вычислим количество вещеста KOH и запишем вторую реакцию:
m(KOH) = 600×0.28 = 168 г
n(KOH) = 168/56 = 3 моль.
3Cl2 + 6KOH -> 5KCl + KClO3 + 3H2O (реакция с горячим раствором щелочи)
Так как хлор в недостатке, его количество используем, чтобы найти количество вещества и массу KClO3:
n(KClO3) = n(Cl2)/3 = 0.5/3 = 0.17 моль
m(KClO3) = 0.17×122.5 = 20.83 г
3) Находим массовую долю KClO3:
m(р-ра) = m(Cl2) + m(р-ра KOH) = 0.5×71 + 600 = 635.5 г
w(KClO3) = 20.83/635.5 = 0.0328 или 3.28%
Задача 3.
При нагревании образца нитрата меди(II) часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 50,8 г. К остатку добавили 150 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. При этом образовался раствор с массой 159 г и массовой долей гидроксида натрия 13,84%. Определите объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся в результате частичного разложения нитрата меди(II).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
