Чтобы решить задачу, сначала надо определить, какие реакции происходят при взаимодействии оксида магния (MgO) с азотной кислотой (HNO₃).
Запишем уравнение реакции:
\( \text{MgO} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Mg(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} \)
В этой реакции оксид магния реагирует с азотной кислотой и образует нитрат магния и воду.
Рассчитаем количество вещества оксида магния (MgO):
Молярная масса MgO:
- Mg: 24 г/моль
- O: 16 г/моль
- MgO: 24 г + 16 г = 40 г/моль
Количество вещества MgO: \[ n(\text{MgO}) = \frac{m(\text{MgO})}{M(\text{MgO})} = \frac{10 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,25 \text{ моль} \]
Рассчитаем количество вещества азотной кислоты (HNO₃):
Молярная масса HNO₃:
- H: 1 г/моль
- N: 14 г/моль
- O: 16 г/моль (3 атома)
- HNO₃: 1 г + 14 г + 48 г = 63 г/моль
Количество вещества HNO₃: \[ n(\text{HNO}_3) = \frac{m(\text{HNO}_3)}{M(\text{HNO}_3)} = \frac{15 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0,238 \text{ моль} \]
Определим, какое вещество ограничивает реакцию:
Из уравнения видно, что для реакции с 1 моль MgO требуется 2 моли HNO₃. Поэтому: За 0,25 моль MgO нужно: \[ n(\text{HNO}_3 \text{, необходимое}) = 0,25 \text{ моль} \times 2 = 0,5 \text{ моль} \]
У нас есть только 0,238 моль HNO₃, поэтому HNO₃ является ограничивающим реакционным веществом.
Определим, сколько соли (Mg(NO₃)₂) будет получено:
Из уравнения видно, что 2 моль HNO₃ образует 1 моль Mg(NO₃)₂. Поэтому: \[ n(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2) = \frac{n(\text{HNO}_3)}{2} = \frac{0,238 \text{ моль}}{2} \approx 0,119 \text{ моль} \]
Молярная масса Mg(NO₃)₂:
- Mg: 24 г/моль
- N: 14 г (2 атома) = 28 г
- O: 16 г (6 атомов) = 96 г
- Mg(NO₃)₂: 24 г + 28 г + 96 г = 148 г/моль
Масса полученной соли: \[ m(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2) = n(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2) \times M(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2) = 0,119 \text{ моль} \times 148 \text{ г/моль} \approx 17,632 \text{ г} \]
Таким образом, масса полученной соли составляет примерно 17,6 граммов.
