В результате термического разложения 100 г натриевой селитры, содержащей примесь хлорида натрия, выделилось 11,704 л (н.у.) кислорода. Какова массовая доля примесей в исходном…
В результате термического разложения 100 г натриевой селитры, содержащей примесь хлорида натрия, выделилось 11,704 л (н.у.) кислорода. Какова массовая доля примесей в исходном образце селитры (в %), если реакция прошла с выходом 95% от теоретически возможного. В ответе укажите только число с точностью до десятых. Например, 12,3
Чтобы найти массовую долю примесей в натриевой селитре, давайте разберёмся с реакцией термического разложения натриевой селитры (NaNO₃) и расчетом, основываясь на полученном объёме кислорода.
- Запишем уравнение реакции разложения натриевой селитры:
\[ 2 \, \text{NaNO}_3 \rightarrow 2 \, \text{NaNO}_2 + \text{O}_2 \]
Из уравнения видно, что 2 молекулы натриевой селитры (NaNO₃) при разложении дают 1 молекулу кислорода (O₂).
- Рассчитаем, сколько нужно натриевой селитры для получения 11,704 л кислорода.
Сначала преобразуем объём кислорода в количество молей. Используем закон идеальных газов, который для стандартных условий (н.у.) даёт 1 моль газа объёмом 22,4 л.
\[ n_{\text{O}_2} = \frac{V}{22,4} = \frac{11,704 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,522 \, \text{моль} \]
Из уравнения реакции видно, что, чтобы получить 0,522 моля кислорода, нужно:
\[ n_{\text{NaNO}_3} = 2 \cdot n_{\text{O}_2} = 2 \cdot 0,522 \approx 1,044 \, \text{моль} \]
- Теперь рассчитаем массу натриевой селитры:
Молярная масса натриевой селитры (NaNO₃) рассчитывается так:
\[ M_{\text{NaNO}_3} = M_{\text{Na}} + M_{\text{N}} + 3 \cdot M_{\text{O}} = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 85 \, \text{г/моль} \]
Теперь находим массу натриевой селитры, необходимую для получения 1,044 моля:
\[ m_{\text{NaNO}_3} = n_{\text{NaNO}_3} \cdot M_{\text{NaNO}_3} = 1,044 \, \text{моль} \cdot 85 \, \text{г/моль} \approx 88,74 \, \text{г} \]
- Учитываем выход реагента:
Поскольку реакция прошла с выходом 95%, находим фактическую массу натриевой селитры, которая должна была быть в образце:
\[ m_{\text{NaNO}_3,\text{факт}} = \frac{m_{\text{NaNO}_3}}{0,95} \approx \frac{88,74}{0,95} \approx 93,45 \, \text{г} \]
- Подсчитаем массу примесей:
В начальном образце у нас 100 г, следовательно, масса примесей:
\[ m_{\text{примеси}} = 100 \, \text{г} - 93,45 \, \text{г} \approx 6,55 \, \text{г} \]
- Теперь находим массовую долю примесей в исходном образце:
\[ \text{Массовая доля примесей} = \left( \frac{m_{\text{примеси}}}{m_{\text{образца}}} \right) \cdot 100\% = \left( \frac{6,55 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \right) \cdot 100\% = 6,55\% \]
- Записываем ответ с точностью до десятых:
Ответ: 6,6
