Задача 1. 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.
Источник: Я сдам ЕГЭ! Типовые Задания. А.А. Каверина (2018), стр. 209.
Решение:
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).
3) Определяем массовые доли:
m(р-ра) = m(NaH) + m(H2O) + m(HNO3 р-ра) - m(H2) = 24 + 1000 + 100×1.18 - 1×2 = 1140 г.
m(NaOH) = 0.44×40 = 17.6 г
w(NaOH) = 17.6/1140 = 0.0154 или 1.54%
m(NaNO3) = 0.56×85 = 47.6 г
w(NaNO3) = 47.6/1140 = 0.0417 или 4.17%.