15. К раствору, полученному добавлением 16 г гидрида лития к 84 г воды, добавили 155 мл 40%-го раствора азотной кислоты (р = 1,22 г/мл). Определите массовые доли веществ в…

Для определения массовых долей веществ в конечном растворе сначала найдем количество гидрида лития (LiH), полученные продукты реакции и их массы, а затем вычислим массовые доли.

1. Определим количество моль LiH:

Молярная масса LiH: \[ M_{LiH} = 6,94 \, (\text{Li}) + 1,01 \, (\text{H}) = 7,95 \, \text{г/моль} \]

Количество моль LiH: \[ n_{LiH} = \frac{16 \, \text{г}}{7,95 \, \text{г/моль}} \approx 2,01 \, \text{моль} \]

2. Найдем количество вещества и массу образовавшихся веществ:

LiH реагирует с водой (H2O) по уравнению: \[ \text{LiH} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{LiOH} + \text{H}_2 \]

Согласно уравнению, 1 моль LiH дает 1 моль LiOH. Таким образом, количество LiOH будет также равно: \[ n_{LiOH} = n_{LiH} = 2,01 \, \text{моль} \]

Молярная масса LiOH: \[ M_{LiOH} = 6,94 \, (\text{Li}) + 16,00 \, (\text{O}) + 1,01 \, (\text{H}) = 23,95 \, \text{г/моль} \]

Масса LiOH: \[ m_{LiOH} = n_{LiOH} \times M_{LiOH} = 2,01 \, \text{моль} \times 23,95 \, \text{г/моль} \approx 48,02 \, \text{г} \]

3. Теперь определим количество и массу LiNO3:

При добавлении 40%-го раствора азотной кислоты (HNO3) происходит реакция: \[ \text{LiOH} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{LiNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \]

Теперь найдем массу HNO3 в 155 мл 40%-го раствора. Плотность раствора: 1,22 г/мл. Масса раствора: \[ m_{\text{раствора}} = 155 \, \text{мл} \times 1,22 \, \text{г/мл} \approx 189,1 \, \text{г} \]

Масса HNO3 в растворе: \[ m_{\text{HNO}_3} = 0,40 \times 189,1 \, \text{г} \approx 75,64 \, \text{г} \]

Молярная масса HNO3: \[ M_{HNO_3} = 1,01 \, (\text{H}) + 14,01 \, (\text{N}) + 3 \times 16,00 \, (\text{O}) = 63,01 \, \text{г/моль} \]

Количество HNO3: \[ n_{HNO_3} = \frac{75,64 \, \text{г}}{63,01 \, \text{г/моль}} \approx 1,20 \, \text{моль} \]

Образуется то же количество LiNO3: \[ n_{LiNO_3} = n_{LiOH} = 2,01 \, \text{моль} \]

5. Массы в конечном растворе:

• Масса раствора воды и LiH: \[ m_{\text{раствора}} = 16 \, \text{г} + 84 \, \text{г} = 100 \, \text{г} \]
• Плюс масса HNO3: \[ m_{\text{конечного раствора}} = 100 \, \text{г} + 189,1 \, \text{г} \approx 289,1 \, \text{г} \]
• Масса LiOH = 48,02 г.
• Масса LiNO3 = 127,73 г (согласно количеству и молярной массе).

6. Массовые доли:

• Масса LiOH: \[ w(LiOH) = \frac{m_{LiOH}}{m_{\text{конечного раствора}}} \times 100\% = \frac{48,02}{289,1} \times 100\% \approx 16,61\% \]

• Масса LiNO3 (количество молей 2,01): \[ m_{LiNO_3} = n_{LiNO_3} \times M_{LiNO_3} = 2,01 \times (6,94 + 14,01 + 48,00) = 2,01 \times 68,95 \approx 138,83 \, \text{г} \]

• Масса конечного раствора: \[ m_{\text{конечного раствора}} = 289,1 \, \text{г} \]

Массовая доля LiNO3: \[ w(LiNO3) = \frac{m_{LiNO_3}}{m_{\text{конечного раствора}}} \times 100\% = \frac{138,83}{289,1} \times 100\% \approx 48,04 \% \]

Проверка расчета и корректировка значений помогут приблизиться к ответам. Конечный расчет может варьироваться в зависимости от точного количества использованных моль и пр.