Номер 479, страница 92 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

479. Через раствор массой 344 г с массовой долей азотной кислоты 6,42 % пропустили газообразный аммиак объёмом (н. у.) 6,42 $дм^3$. Рассчитайте массу образовавшейся в растворе соли.

Дано:

$m_{р-ра}(HNO_3) = 344$ г

$\omega(HNO_3) = 6,42$ %

$V(NH_3) = 6,42$ дм³ (н. у.)

$m_{р-ра}(HNO_3) = 0,344$ кг

$\omega(HNO_3) = 0,0642$

$V(NH_3) = 6,42 \cdot 10^{-3}$ м³

Найти:

$m(соли) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции нейтрализации азотной кислоты аммиаком с образованием соли, нитрата аммония:

$HNO_3 + NH_3 \rightarrow NH_4NO_3$

2. Рассчитаем массу чистой азотной кислоты, содержащейся в растворе:

$m(HNO_3) = m_{р-ра}(HNO_3) \cdot \omega(HNO_3) = 344 \text{ г} \cdot 0,0642 = 22,0848 \text{ г}$

3. Вычислим количество вещества (моль) для каждого из реагентов.

Молярная масса азотной кислоты $M(HNO_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63$ г/моль.

Количество вещества азотной кислоты:

$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{22,0848 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0,3506 \text{ моль}$

Для вычисления количества вещества аммиака используем молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m = 22,4$ дм³/моль):

$n(NH_3) = \frac{V(NH_3)}{V_m} = \frac{6,42 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} \approx 0,2866 \text{ моль}$

4. Определим лимитирующий реагент, сравнив количество молей реагентов. Согласно уравнению реакции, они взаимодействуют в соотношении 1:1.

$n(NH_3) \approx 0,2866 \text{ моль} < n(HNO_3) \approx 0,3506 \text{ моль}$

Так как аммиака меньше, чем азотной кислоты, он является лимитирующим реагентом и прореагирует полностью. Расчет массы продукта будем вести по аммиаку.

5. По уравнению реакции, из 1 моль $NH_3$ образуется 1 моль соли $NH_4NO_3$. Следовательно, количество вещества образовавшейся соли равно количеству вещества прореагировавшего аммиака:

$n(NH_4NO_3) = n(NH_3) \approx 0,2866 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу образовавшейся соли — нитрата аммония.

Молярная масса нитрата аммония $M(NH_4NO_3) = 14 + 4 \cdot 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 80$ г/моль.

Масса нитрата аммония:

$m(NH_4NO_3) = n(NH_4NO_3) \cdot M(NH_4NO_3) = 0,2866 \text{ моль} \cdot 80 \text{ г/моль} = 22,928 \text{ г}$

Округляя результат до трех значащих цифр (в соответствии с точностью исходных данных), получаем 22,9 г.

Ответ: масса образовавшейся в растворе соли составляет 22,9 г.