Чтобы решить задачу, нам нужно сначала понять, какие реакции происходят между оксидом кальция (CaO) и азотной кислотой (HNO₃).
Оксид кальция реагирует с азотной кислотой с образованием нитрата кальция (Ca(NO₃)₂) и воды (H₂O). Реакция выглядит следующим образом:
\[ \text{CaO} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Теперь давайте определим, сколько моль оксида кальция и азотной кислоты у нас есть.
Рассчитаем количество моль оксида кальция (CaO):
Молярная масса CaO:
- Ca: 40 г/моль
- O: 16 г/моль
- Итого: 40 + 16 = 56 г/моль
Количество моль CaO: \[ n_{\text{CaO}} = \frac{28 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль} \]
Рассчитаем количество моль азотной кислоты (HNO₃):
Молярная масса HNO₃:
- H: 1 г/моль
- N: 14 г/моль
- O: 48 г/моль (3 * 16 г/моль)
- Итого: 1 + 14 + 48 = 63 г/моль
Количество моль HNO₃: \[ n_{\text{HNO}_3} = \frac{52 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0.825 \text{ моль} \]
Посмотрим на стехиометрию реакции:
Согласно уравнению реакции, на 1 моль CaO требуется 2 моль HNO₃. У нас есть 0.5 моль CaO, значит, нужно: \[ 2 \times 0.5 = 1 \text{ моль HNO}_3 \] Так как у нас есть 0.825 моль HNO₃, реакции не хватит для полного использования 0.5 моль CaO.
Таким образом, мы будем ограничены количеством HNO₃. Вычислим, сколько моль CaO реагирует с 0.825 моль HNO₃: \[ n_{\text{CaO, необходимый}} = \frac{0.825}{2} = 0.4125 \text{ моль} \]
- Рассчитаем массу полученной соли (нитрата кальция Ca(NO₃)₂):
Молярная масса Ca(NO₃)₂:
- Ca: 40 г/моль
- N: 28 г/моль (2 * 14 г/моль)
- O: 96 г/моль (6 * 16 г/моль)
- Итого: 40 + 28 + 96 = 164 г/моль
Теперь количество моль получаемой соли: \[ n_{\text{Ca(NO}_3\text{)}_2} = n_{\text{CaO, ограниченный}} = 0.4125 \text{ моль} \]
Теперь вычислим массовую долю Ca(NO₃)₂: \[ m_{\text{Ca(NO}_3\text{)}_2} = n_{\text{Ca(NO}_3\text{)}_2} \times M_{\text{Ca(NO}_3\text{)}_2} = 0.4125 \text{ моль} \times 164 \text{ г/моль} \approx 67.5 \text{ г} \]
Таким образом, массу полученной соли (нитрата кальция) можно приблизительно оценить как 67.5 г.
