Номер 1022, страница 162 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1022. Небольшие количества азота в лаборатории получают термическим разложением нитрита аммония на азот и воду. Рассчитайте, какую массу нитрита аммония следует взять для получения азота массой 280 мг.

Дано:

$m(N_2) = 280 \text{ мг}$

Перевод в систему СИ:

$m(N_2) = 280 \text{ мг} = 0.280 \text{ г} = 2.8 \times 10^{-4} \text{ кг}$

Найти:

$m(NH_4NO_2)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции термического разложения нитрита аммония. Нитрит аммония ($NH_4NO_2$) при нагревании разлагается на газообразный азот ($N_2$) и воду ($H_2O$):

$NH_4NO_2 \xrightarrow{t^{\circ}C} N_2\uparrow + 2H_2O$

Уравнение сбалансировано. Из стехиометрических коэффициентов видно, что из 1 моль нитрита аммония образуется 1 моль азота.

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчете. Будем использовать округленные значения относительных атомных масс: $Ar(N) = 14$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса азота ($N_2$):

$M(N_2) = 2 \times Ar(N) = 2 \times 14 = 28 \text{ г/моль}$

Молярная масса нитрита аммония ($NH_4NO_2$):

$M(NH_4NO_2) = Ar(N) + 4 \times Ar(H) + Ar(N) + 2 \times Ar(O) = 14 + 4 \times 1 + 14 + 2 \times 16 = 64 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) полученного азота. Для расчетов переведем массу азота из миллиграммов в граммы:

$m(N_2) = 280 \text{ мг} = 0.280 \text{ г}$

Количество вещества $\nu$ (ню) находим по формуле $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{0.280 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 0.01 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, соотношение количеств вещества нитрита аммония и азота составляет 1:1.

$\frac{\nu(NH_4NO_2)}{1} = \frac{\nu(N_2)}{1}$

Следовательно, количество вещества нитрита аммония, вступившего в реакцию, равно количеству вещества образовавшегося азота:

$\nu(NH_4NO_2) = \nu(N_2) = 0.01 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу нитрита аммония, которая необходима для получения 0.01 моль азота, по формуле $m = \nu \times M$:

$m(NH_4NO_2) = \nu(NH_4NO_2) \times M(NH_4NO_2) = 0.01 \text{ моль} \times 64 \text{ г/моль} = 0.64 \text{ г}$

Ответ: для получения азота массой 280 мг следует взять 0.64 г нитрита аммония.