Давайте разберемся с задачей шаг за шагом.
Дано:
- Масса смеси: ( m_{смеси} = 150, г )
- Объем выделившегося оксида азота (в н.у.): ( V = 17.92, л )
- Свойство: при этом выделен оксид азота (NO), и нам нужно найти массовую долю нитрата аммония ( \text{NH}_4\text{NO}_3 ) в смеси.
Шаг 1: Определение количества вещества оксида азота
Объем газа ( V ) в н.у. связан с количеством вещества по уравнению:
[
n_{NO} = \frac{V}{V_m} ,,
]
где:
- ( V_m = 22.4, л/моль ) — молярный объем газа в н.у. при стандартных условиях.
Подставим:
[
n_{NO} = \frac{17.92, л}{22.4, л/моль} = 0.8, моль.
]
Шаг 2: Анализ реакции
Нитрат аммония (( \text{NH}_4\text{NO}_3 )) при нагревании разлагается следующим образом:
[
\text{NH}_4\text{NO}_3 \rightarrow N_2O + 2H_2O.
]
При этом выделяется оксид азота ( N_2O ), а не ( NO ). Однако в условиях задачи указано, что выделился оксид азота (NO), который возникает при разложении аммиачных солей в разные стадии.
Значит, вероятно, в реакции идет образование ( NO ), которая получается при полном разложении, например:
[
\text{NH}_4\text{NO}_3 \rightarrow N_2O + 2H_2O,
]
или
[
\text{NH}_4\text{NO}_3 \rightarrow NO + H_2O + other, gases.
]
Для простоты возьмем наиболее вероятную реакцию разложения нитрата аммония с образованием ( NO ):
[
\text{NH}_4\text{NO}_3 \rightarrow N_2 + 2H_2O + NO.
]
Из этого уравнения видно, что на 1 моль нитрата аммония выделяется 1 моль ( NO ). Поэтому:
[
n_{NH_4 \text{NO}3} \approx n{NO} = 0.8, моль.
]
Шаг 3: Найти массу нитрата аммония
Молярная масса ( \text{NH}_4\text{NO}_3 ):
[
M_{NH_4NO_3} = 14 (N) + 41 (H) + 14 (N) + 316 (O) = 14 + 4 + 14 + 48 = 80, г/моль.
]
Масса нитрата аммония в смеси:
[
m_{NH_4NO_3} = n_{NH_4NO_3} \times M_{NH_4NO_3} = 0.8 \times 80 = 64, г.
]
Шаг 4: Найти массовую долю нитрата аммония
Массовая доля:
[
\omega = \frac{m_{NH_4NO_3}}{m_{смеси}} \times 100% = \frac{64}{150} \times 100% \approx 42.67%.
]
Ответ:
[
\boxed{42.67}
]
Массовая доля нитрата аммония в смеси составляет приблизительно 42.67%.
