Для решения этой задачи начнем с определения необходимых компонентов реакции и расчетов.
Запишем реакцию: Взаимодействие оксида алюминия (Al₂O₃) с азотной кислотой (HNO₃) можно представить так:
\[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 6 \text{HNO}_3 \rightarrow 2 \text{Al(NO}_3\text{)}_3 + 3 \text{H}_2\text{O} \]
Это уравнение говорит о том, что 1 моль Al₂O₃ реагирует с 6 молями HNO₃.
Найдем количество вещества Al₂O₃:
- Молярная масса оксида алюминия (Al₂O₃): \[ M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 2 \times M(\text{Al}) + 3 \times M(\text{O}) = 2 \times 27 + 3 \times 16 = 54 + 48 = 102 \text{ г/моль} \]
- Рассчитаем количество вещества Al₂O₃ в 18 г: \[ n(\text{Al}_2\text{O}_3) = \frac{m}{M} = \frac{18}{102} \approx 0,1765 \text{ моль} \]
Найдем необходимое количество HNO₃: Согласно уравнению реакции, на 1 моль Al₂O₃ необходимо 6 моль HNO₃: \[ n(\text{HNO}_3) = 6 \times n(\text{Al}_2\text{O}_3) \approx 6 \times 0,1765 \approx 1,059 \text{ моль} \]
Теперь рассчитаем массу HNO₃:
- Молярная масса HNO₃: \[ M(\text{HNO}_3) = 1 + 14 + 3 \times 16 = 1 + 14 + 48 = 63 \text{ г/моль} \]
- Масса HNO₃: \[ m(\text{HNO}_3) = n(\text{HNO}_3) \times M(\text{HNO}_3) \approx 1,059 \times 63 \approx 66,73 \text{ г} \]
Теперь найдем массу раствора с массовой долей HNO₃, равной 0,12: Массовая доля выражается как: \[ \text{mass fraction} = \frac{m(\text{HNO}_3)}{m_{\text{solution}}} \] Следовательно: \[ 0,12 = \frac{66,73}{m_{\text{solution}}} \implies m_{\text{solution}} = \frac{66,73}{0,12} \approx 556,08 \text{ г} \]
Таким образом, масса раствора азотной кислоты, необходимая для реакции с 18 г оксида алюминия, составляет примерно 556 г.
