Вычислите массу 25%-ного раствора азотной кислоты, который потре буется для полной нейтрализации 18,5 г гидроксида кальция

Для решения задачи о нейтрализации гидроксида кальция (Ca(OH)₂) азотной кислотой (HNO₃) необходимо выполнить несколько шагов: определить уравнение реакции, найти количество вещества гидроксида кальция, затем рассчитать необходимое количество азотной кислоты и, наконец, вычислить массу 25%-ного раствора.

Шаг 1: Уравнение реакции

Гидроксид кальция реагирует с азотной кислотой по следующему уравнению:

\[ \text{Ca(OH)}_2 + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что 1 моль гидроксида кальция нейтрализует 2 моли азотной кислоты.

Шаг 2: Найти количество вещества Ca(OH)₂

Для нахождения количества вещества используем формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

• \( n \) — количество вещества (в молях),
• \( m \) — масса вещества (в граммах),
• \( M \) — молярная масса вещества (в г/моль).

Молярная масса гидроксида кальция:

• Ca: 40 г/моль
• O: 16 г/моль × 2 = 32 г/моль
• H: 1 г/моль × 2 = 2 г/моль

Итого:

\[ M_{\text{Ca(OH)}_2} = 40 + 32 + 2 = 74 \, \text{г/моль} \]

Теперь подставим данные в формулу:

\[ n_{\text{Ca(OH)}_2} = \frac{18.5 \, \text{г}}{74 \, \text{г/моль}} \approx 0.25 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Найти количество HNO₃

Согласно уравнению реакции, 1 моль Ca(OH)₂ реагирует с 2 молями HNO₃, следовательно:

\[ n_{\text{HNO}_3} = 2 \times n_{\text{Ca(OH)}_2} = 2 \times 0.25 = 0.5 \, \text{моль} \]

Теперь найдем массу HNO₃, необходимую для реакции. Молярная масса HNO₃:

• H: 1 г/моль
• N: 14 г/моль
• O: 16 г/моль × 3 = 48 г/моль

Итого:

\[ M_{\text{HNO}_3} = 1 + 14 + 48 = 63 \, \text{г/моль} \]

Итак, масса необходимого HNO₃:

\[ m_{\text{HNO}_3} = n_{\text{HNO}_3} \times M_{\text{HNO}_3} = 0.5 \, \text{моль} \times 63 \, \text{г/моль} \approx 31.5 \, \text{г} \]

Шаг 4: Расчет массы 25%-ного раствора

25%-ный раствор обозначает, что в 100 г раствора содержится 25 г растворенного вещества (HNO₃). Нам нужно определить массу раствора, в котором содержится 31.5 г HNO₃:

Для вычисления массы раствора используем пропорцию:

\[ \text{масса раствора} = \frac{\text{масса HNO}_3}{\text{процент на массу раствора}} = \frac{31.5 \, \text{г}}{0.25} = 126 \, \text{г} \]

Ответ

Таким образом, для полной нейтрализации 18,5 г гидроксида кальция потребуется 126 г 25%-ного раствора азотной кислоты.