3. 200 г раствора азотной кислоты может прореагировать с 300 г 11,2 %-ного раствора гидроксида калия. Определите массовую долю кислоты (в %) в исходном растворе.

Давайте подробно решим задачу по шагам, чтобы понять, как найти массовую долю кислоты в исходном растворе азотной кислоты.

Дано:

• Масса раствора азотной кислоты: \( m_{HNO_3} = 200\,г \)
• Масса раствора гидроксида калия: \( m_{KOH} = 300\,г \)
• Концентрация раствора гидроксида калия: \( 11.2\% \)

Нам нужно найти массовую долю азотной кислоты в исходном растворе, то есть \( w_{HNO_3} \).

Шаг 1. Найти массу активного вещества в растворе KOH

Масса гидроксида калия в растворе:

\[ m_{KOH} \times \frac{11.2}{100} = 300 \times 0.112 = 33.6\,г \]

Шаг 2. Записать уравнение реакции

Азотная кислота реагирует с гидроксидом калия по реакции:

\[ HNO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + H_2O \]

Это стехиометрически соотношение 1:1, то есть 1 молекула кислоты реагирует с 1 молекулой гидроксида.

Шаг 3. Определить количество вещества KOH (в молях)

Молярная масса KOH:

\[ M_{KOH} = 39 + 16 + 1 = 56\,г/моль \]

Количество молей KOH:

\[ n_{KOH} = \frac{33.6\,г}{56\,г/моль} = 0.6\,молей \]

Шаг 4. Определить сколько кислоты нужно для реакции

Так как реакция 1:1, то количество молей HNO₃ равно количеству молей KOH:

\[ n_{HNO_3} = 0.6\,молей \]

Масса HNO₃, необходимая для реакции:

Молярная масса HNO₃:

\[ M_{HNO_3} = 1 + 14 + (16 \times 3) = 63\,г/моль \]

Масса кислоты:

\[ m_{HNO_3}^{реагирующая} = 0.6 \times 63 = 37.8\,г \]

Шаг 5. Определить массу кислоты в исходном растворе

Из условия — весь раствор азотной кислоты (200 г) содержит массу активной кислоты, которая реагирует полностью с KOH. Расходуется 37.8 г кислоты, а всего в растворе 200 г. Это значит, что вся кислота — это часть раствора, а не его полностью активное содержание. Однако, поскольку задача идет о массовой доле, и в условии речь о "массовой доле кислоты в растворе", нужно найти:

\[ w_{HNO_3} = \frac{\text{масса HNO}_3}{\text{масса раствора}} \times 100\% \]

Поскольку у нас есть масса реагирующей кислоты — 37.8 г, а масса раствора — 200 г, остаётся предположить, что вся кислота в исходном растворе является активной и составляет 37.8 г.

Ответ:

\[ w_{HNO_3} = \frac{37.8\,г}{200\,г} \times 100\% = 18.9\% \]

Итог:

Массовая доля азотной кислоты в исходном растворе — примерно 18.9%.

Если что-то еще осталось неясным — могу пояснить подробнее!