Чтобы решить оба задания, сначала напомним уравнения реакций и используем необходимые формулы.
Задание 3
Дано:
- Масса раствора = 200 г
- Масса NaOH = 4 г
Реакция между азотной кислотой (HNO3) и гидроксидом натрия (NaOH):
[
\text{HNO}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O}
]
Из уравнения видно, что на 1 моль HNO3 требуется 1 моль NaOH.
Молярная масса NaOH:
- Na = 23 г/моль
- O = 16 г/моль
- H = 1 г/моль
- Молярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
Количество вещества NaOH:
[
n(\text{NaOH}) = \frac{m}{M} = \frac{4 , \text{г}}{40 , \text{г/моль}} = 0,1 , \text{моль}
]
Используя стехиометрию реакции, можно найти количество вещества HNO3 также равное 0,1 моль.
Молярная масса HNO3:
- H = 1 г/моль
- N = 14 г/моль
- O = 16 г/моль × 3 = 48 г/моль
- Молярная масса HNO3 = 1 + 14 + 48 = 63 г/моль
Масса HNO3 в растворе:
[
m(\text{HNO}_3) = n \cdot M = 0,1 , \text{моль} \cdot 63 , \text{г/моль} = 6,3 , \text{г}
]
Массовая доля HNO3 в растворе:
[
\text{Массовая доля} = \frac{m(\text{HNO}3)}{m{\text{раствора}}} \cdot 100%
]
[
\text{Массовая доля} = \frac{6,3 , \text{г}}{200 , \text{г}} \cdot 100% = 3,15%
]
Ответ на задание 3:
Массовая доля HNO3 в растворе составляет 3,15%.
Задание 4
Дано:
- В реакции участвует 2 моль карбоната натрия (Na2CO3).
- Массовая доля HNO3 в растворе = 14%.
Реакция между азотной кислотой и карбонатом натрия:
[
\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2
]
Из уравнения видно, что на 1 моль Na2CO3 требуется 2 моль HNO3. Таким образом, на 2 моль Na2CO3 необходимо:
[
2 \cdot 2 = 4 , \text{моль HNO}_3
]
Молярная масса HNO3 = 63 г/моль.
Необходимая масса HNO3:
[
m(\text{HNO}_3) = n \cdot M = 4 , \text{моль} \cdot 63 , \text{г/моль} = 252 , \text{г}
]
Поскольку массовая доля HNO3 в растворе составляет 14%, можно найти массу раствора. Обозначим массу раствора через ( m_{\text{раствора}} ).
Формула массовой доли:
[
\text{Массовая доля} = \frac{m(\text{HNO}3)}{m{\text{раствора}}} \cdot 100%
]
Подставляем известные значения:
[
14% = \frac{252 , \text{г}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100%
]
Теперь решим для ( m_{\text{раствора}} ):
[
m_{\text{раствора}} = \frac{252 , \text{г} \cdot 100%}{14%} = \frac{25200}{14} = 1800 , \text{г}
]
Ответ на задание 4:
Необходимая масса раствора азотной кислоты составляет 1800 г.
