в 400 г 13.05% раствора нитрата бария прилили избыток серной кислоты. найдите азотную кислоту

Давайте разберем задачу по шагам.

Условие задачи:

Вы имеете 400 г раствора нитрата бария (Ba(NO₃)₂) с концентрацией 13.05%. Нам нужно определить, сколько азотной кислоты (HNO₃) было использовано.

Шаг 1: Найдем массу нитрата бария в растворе

Для начала вычислим, сколько граммов нитрата бария содержится в данном растворе:

\[ \text{Масса нитрата бария} = \text{Общая масса раствора} \times \frac{\text{Процентный состав}}{100} \]

Подставим известные значения:

\[ \text{Масса нитрата бария} = 400 \, \text{г} \times \frac{13.05}{100} \] \[ \text{Масса нитрата бария} = 400 \, \text{г} \times 0.1305 \] \[ \text{Масса нитрата бария} = 52.2 \, \text{г} \]

Шаг 2: Найдем молекулярную массу нитрата бария

Теперь найдем молекулярную массу нитрата бария (Ba(NO₃)₂):

• Молярная масса Ba = 137.33 г/моль
• Молярная масса N = 14.01 г/моль
• Молярная масса O = 16.00 г/моль

Молекулярная масса нитрата бария:

\[ \text{M(Ba(NO₃)₂)} = 137.33 + 2 \cdot (14.01 + 3 \cdot 16.00) \] \[ = 137.33 + 2 \cdot (14.01 + 48.00) \] \[ = 137.33 + 2 \cdot 62.01 = 137.33 + 124.02 = 261.35 \, \text{г/моль} \]

Шаг 3: Найдем количество молей нитрата бария

Теперь можем найти, сколько молей нитрата бария у нас есть:

\[ n_{\text{Ba(NO₃)₂}} = \frac{\text{масса нитрата бария}}{\text{молярная масса нитрата бария}} \]

\[ n_{\text{Ba(NO₃)₂}} = \frac{52.2 \, \text{г}}{261.35 \, \text{г/моль}} \] \[ n_{\text{Ba(NO₃)₂}} \approx 0.199 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Реакция с серной кислотой

Нитрат бария реагирует с серной кислотой следующим образом:

\[ Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ \rightarrow BaSO₄ + 2HNO₃ \]

Из уравнения видно, что на 1 моль нитрата бария получается 2 моля азотной кислоты. Таким образом, количество молей азотной кислоты будет:

\[ n_{\text{HNO₃}} = 2 \cdot n_{\text{Ba(NO₃)₂}} \] \[ n_{\text{HNO₃}} = 2 \cdot 0.199 \approx 0.398 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Масса азотной кислоты

Теперь найдем массу азотной кислоты. Молярная масса HNO₃:

• Молярная масса H = 1.01 г/моль
• Молярная масса N = 14.01 г/моль
• Молярная масса O = 16.00 г/моль (3 атома)

\[ \text{M(HNO₃)} = 1.01 + 14.01 + 3 \cdot 16.00 = 1.01 + 14.01 + 48.00 = 63.02 \, \text{г/моль} \]

Теперь можем найти массу азотной кислоты:

\[ m_{\text{HNO₃}} = n_{\text{HNO₃}} \cdot M_{\text{HNO₃}} \] \[ m_{\text{HNO₃}} = 0.398 \, \text{моль} \cdot 63.02 \, \text{г/моль} \] \[ m_{\text{HNO₃}} \approx 25.09 \, \text{г} \]

Ответ:

Таким образом, из 400 г 13.05% раствора нитрата бария было получено примерно 25.09 г азотной кислоты.