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

Чтобы решить задачу о вычислении массы 25%-ного раствора азотной кислоты (HNO₃), необходимой для полной нейтрализации 18,5 г гидроксида кальция (Ca(OH)₂), мы проведем следующие шаги:

Шаг 1: Написание уравнения реакции

Мы начнем с того, что составим уравнение химической реакции между азотной кислотой и гидроксидом кальция. Реакция выглядит следующим образом:

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

Согласно этому уравнению, 1 моль гидроксида кальция реагирует с 2 молями азотной кислоты.

Шаг 2: Вычисление молей гидроксида кальция

Сначала нам нужно вычислить количество молей гидроксида кальция, исходя из его массы.

Для этого используем формулу:

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

где:

• \( n \) — количество молей,
• \( m \) — масса (18,5 г),
• \( M \) — молярная масса.

Молярная масса Ca(OH)₂:

• Ca (Кальций): 40 г/моль
• O (Кислород): 16 г/моль × 2 = 32 г/моль
• H (Водород): 1 г/моль × 2 = 2 г/моль

Итого:

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

Теперь подставим значения в формулу:

\[ n_{\text{Ca(OH)}_2} = \frac{18,5 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} \approx 0,25 \text{ моль} \]

Шаг 3: Определение необходимого количества молей азотной кислоты

Согласно уравнению реакции, 1 моль Ca(OH)₂ нейтрализуется 2 моль HNO₃. Следовательно, для 0,25 моль Ca(OH)₂ нам нужно:

\[ n_{\text{HNO}_3} = 0,25 \times 2 = 0,5 \text{ моль} \]

Шаг 4: Вычисление массы азотной кислоты

Теперь мы должны вычислить массу необходимой азотной кислоты.

Для этого также используем формулу:

\[ m = n \times M \]

Молярная масса HNO₃:

• H (Водород): 1 г/моль
• N (Азот): 14 г/моль
• O (Кислород): 16 г/моль × 3 = 48 г/моль

Итого:

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

Теперь подставим в формулу:

\[ m_{\text{HNO}_3} = 0,5 \text{ моль} \times 63 \text{ г/моль} = 31,5 \text{ г} \]

Шаг 5: Вычисление массы 25%-ного раствора

25%-ный раствор означает, что в 100 г раствора содержится 25 г HNO₃. Теперь мы можем найти массу раствора, необходимую для получения 31,5 г HNO₃.

Используем пропорцию:

\[ \frac{25 \text{ г HNO}_3}{100 \text{ г раствора}} = \frac{31,5 \text{ г HNO}_3}{x} \]

Решим её на \( x \):

\[ x = \frac{31,5 \text{ г HNO}_3 \times 100 \text{ г раствора}}{25 \text{ г HNO}_3} = 126 \text{ г раствора} \]

Ответ

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