Номер 1089, страница 173 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1089. Какой объём (н. у.) оксида азота(IV) выделится при взаимодействии цинка массой 913 мг с избытком концентрированной азотной кислоты?

Дано:

$m(Zn) = 913 \text{ мг}$

$HNO_3(\text{конц.})$ - в избытке

Условия - нормальные (н. у.)

$m(Zn) = 913 \text{ мг} = 0.913 \text{ г}$

Найти:

$V(NO_2)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с концентрированной азотной кислотой. При реакции металлов средней активности, к которым относится цинк, с концентрированной азотной кислотой выделяется оксид азота(IV), а также образуются соль и вода.

$Zn + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

2. Рассчитаем молярную массу цинка ($Zn$). Согласно периодической таблице химических элементов Д.И. Менделеева, молярная масса цинка составляет:

$M(Zn) \approx 65.4 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) цинка, вступившего в реакцию.

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{0.913 \text{ г}}{65.4 \text{ г/моль}} \approx 0.01396 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества выделившегося оксида азота(IV) ($NO_2$). Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение между цинком и оксидом азота(IV) составляет 1:2.

$\frac{n(Zn)}{1} = \frac{n(NO_2)}{2}$

Следовательно, количество вещества $NO_2$ в два раза больше количества вещества $Zn$.

$n(NO_2) = 2 \cdot n(Zn) = 2 \cdot 0.01396 \text{ моль} \approx 0.02792 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем оксида азота(IV) при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(NO_2) = n(NO_2) \cdot V_m = 0.02792 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.6254 \text{ л}$

Округлим полученное значение до трех значащих цифр, так как масса цинка в условии задачи дана с тремя значащими цифрами.

$V(NO_2) \approx 0.625 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося оксида азота(IV) равен 0,625 л.