Номер 1088, страница 173 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1088. Рассчитайте молярную концентрацию ионов водорода в растворе объёмом $2,66 \text{ дм}^3$, содержащем азотную кислоту массой $212,6 \text{ г.}$

Дано:

Объем раствора $V = 2,66 \space дм³$

Масса азотной кислоты $m(HNO₃) = 212,6 \space г$

Найти:

Молярную концентрацию ионов водорода $c(H⁺)$ - ?

Решение:

1. Молярная концентрация вещества в растворе (c) вычисляется по формуле:

$c = \frac{n}{V}$

где $n$ — количество вещества (в молях), а $V$ — объем раствора (в дм³ или л).

2. Азотная кислота ($HNO₃$) — это сильная одноосновная кислота, которая в водном растворе полностью диссоциирует на ионы по следующему уравнению:

$HNO₃ \rightarrow H⁺ + NO₃⁻$

Из уравнения реакции видно, что из одной молекулы азотной кислоты образуется один ион водорода ($H⁺$). Следовательно, количество вещества ионов водорода равно количеству вещества азотной кислоты:

$n(H⁺) = n(HNO₃)$

Таким образом, молярная концентрация ионов водорода будет равна молярной концентрации азотной кислоты:

$c(H⁺) = c(HNO₃) = \frac{n(HNO₃)}{V}$

3. Найдем количество вещества азотной кислоты, зная ее массу и молярную массу. Количество вещества ($n$) связано с массой ($m$) и молярной массой ($M$) формулой:

$n = \frac{m}{M}$

Сначала рассчитаем молярную массу азотной кислоты $M(HNO₃)$, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы (H ≈ 1, N ≈ 14, O ≈ 16):

$M(HNO₃) = Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \space г/моль$

Теперь можем рассчитать количество вещества азотной кислоты:

$n(HNO₃) = \frac{m(HNO₃)}{M(HNO₃)} = \frac{212,6 \space г}{63 \space г/моль} \approx 3,3746 \space моль$

4. Наконец, рассчитаем молярную концентрацию ионов водорода, подставив найденное количество вещества и данный объем в исходную формулу:

$c(H⁺) = \frac{n(HNO₃)}{V} = \frac{3,3746 \space моль}{2,66 \space дм³} \approx 1,2686 \space моль/дм³$

Округлим результат до трех значащих цифр (согласно объему раствора):

$c(H⁺) \approx 1,27 \space моль/дм³$

Ответ: молярная концентрация ионов водорода в растворе составляет приблизительно $1,27 \space моль/дм³$.