126 г раствора азотной кислоты полностью растворили порцию карбоната бария. При этом выделилось 0,448 л газа (при н.у.). Вычислите массовую долю азотной кислоты в исходном…

Чтобы решить задачу, сначала разберемся с тем, какие реакции происходят в данном случае и как найти массовую долю азотной кислоты в растворе.

Шаг 1: Определение реакции

Азотная кислота (HNO₃) реагирует с карбонатом бария (BaCO₃) по следующему уравнению реакции:

\[ 2HNO₃ + BaCO₃ \rightarrow Ba(NO₃)₂ + H₂O + CO₂ \uparrow \]

Из уравнения видно, что при взаимодействии с карбонатом бария выделяется углекислый газ (CO₂).

Шаг 2: Определение количества вещества газа

По данным условиям задачи выделилось 0,448 л углекислого газа (CO₂) при нормальных условиях (н.у.). В нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Используем это для нахождения количества вещества CO₂:

\[ n_{CO₂} = \frac{V_{CO₂}}{V_{мол}} = \frac{0,448 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,02 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Определение количества вещества HNO₃

Согласно уравнению реакции, на 1 моль CO₂ требуется 2 моли HNO₃. Таким образом, количество вещества HNO₃ можно найти следующим образом:

\[ n_{HNO₃} = 2 \cdot n_{CO₂} = 2 \cdot 0,02 \, \text{моль} = 0,04 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Вычисление массы азотной кислоты

Для того, чтобы найти массу азотной кислоты, используем её молярную массу. Молярная масса HNO₃ состоит из:

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

Суммируем:

\[ M_{HNO₃} = 1 + 14 + 48 = 63 \, \text{г/моль} \]

Теперь находим массу HNO₃:

\[ m_{HNO₃} = n_{HNO₃} \cdot M_{HNO₃} = 0,04 \, \text{моль} \cdot 63 \, \text{г/моль} = 2,52 \, \text{г} \]

Шаг 5: Определение массовой доли HNO₃ в растворе

Массовая доля (ω) вещества в растворе определяется как отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора:

\[ \omega_{HNO₃} = \frac{m_{HNO₃}}{m_{раствора}} \cdot 100\% \]

Общая масса раствора составляет 126 г. Теперь подставим значения:

\[ \omega_{HNO₃} = \frac{2,52 \, \text{г}}{126 \, \text{г}} \cdot 100\% \]

Теперь вычислим:

\[ \omega_{HNO₃} = \frac{2,52}{126} \cdot 100\% \approx 2,0\% \]

Ответ

Массовая доля азотной кислоты в исходном растворе составляет приблизительно 2,0%.