Какова массовая доля азотной кислоты в растворе, если 270 г этого раствора использовали для растворения 18,5 г гидроксида железа(III) и все исходные вещества прореагировали полностью?
Pechka
Для решения этой задачи необходимо воспользоваться химическими уравнениями и знать молярные массы соответствующих веществ.
Шаг 1: Найдем количество вещества гидроксида железа(III) (Fe(OH)3).
Молярная масса Fe(OH)3:
Молярная масса железа (Fe) = 55,8 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16,0 г/моль
Молярная масса водорода (H) = 1,0 г/моль
Молярная масса Fe(OH)3 = (55,8 г/моль) + 3 * [(1,0 г/моль) + (16,0 г/моль)] = 55,8 г/моль + 3 * 17,0 г/моль = 55,8 г/моль + 51,0 г/моль = 106,8 г/моль
Количество вещества гидроксида железа(III):
n = m/M, где
n - количество вещества (моль),
m - масса вещества (г),
M - молярная масса вещества (г/моль).
n(Fe(OH)3) = 18,5 г / 106,8 г/моль = 0,173 моль
Шаг 2: Найдем количество вещества азотной кислоты (HNO3).
Уравнение реакции между гидроксидом железа(III) и азотной кислотой:
Fe(OH)3 + 3HNO3 -> Fe(NO3)3 + 3H2O
Из уравнения видно, что мольное соотношение между Fe(OH)3 и HNO3 равно 1:3, то есть для полного реагирования 1 моль гидроксида железа(III) требуется 3 моль азотной кислоты.
Количество вещества азотной кислоты:
n(HNO3) = 3 * n(Fe(OH)3) = 3 * 0,173 моль = 0,519 моль
Шаг 3: Найдем массу азотной кислоты.
m(HNO3) = n * M(HNO3), где
m(HNO3) - масса азотной кислоты (г),
M(HNO3) - молярная масса азотной кислоты (г/моль).
Молярная масса азотной кислоты (HNO3):
Молярная масса азота (N) = 14,0 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16,0 г/моль
Молярная масса водорода (H) = 1,0 г/моль
Молярная масса HNO3 = (1,0 г/моль) + (14,0 г/моль) + (3 * 16,0 г/моль) = 63,0 г/моль
m(HNO3) = n(HNO3) * M(HNO3) = 0,519 моль * 63,0 г/моль = 32,697 г
Шаг 4: Найдем массовую долю азотной кислоты.
Массовая доля азотной кислоты в растворе:
%D(HNO3) = (m(HNO3) / m(раствора)) * 100%
Масса раствора:
m(раствора) = m(HNO3) + m(воды), где
m(HNO3) - масса азотной кислоты (г),
m(воды) - масса воды (г).
Поскольку все исходные вещества прореагировали полностью, масса раствора равна массе гидроксида железа(III):
m(раствора) = m(Fe(OH)3) = 18,5 г
%D(HNO3) = (32,697 г / 18,5 г) * 100% = 176,73%
Ответ: Массовая доля азотной кислоты в растворе составляет примерно 176,73%.
Шаг 1: Найдем количество вещества гидроксида железа(III) (Fe(OH)3).
Молярная масса Fe(OH)3:
Молярная масса железа (Fe) = 55,8 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16,0 г/моль
Молярная масса водорода (H) = 1,0 г/моль
Молярная масса Fe(OH)3 = (55,8 г/моль) + 3 * [(1,0 г/моль) + (16,0 г/моль)] = 55,8 г/моль + 3 * 17,0 г/моль = 55,8 г/моль + 51,0 г/моль = 106,8 г/моль
Количество вещества гидроксида железа(III):
n = m/M, где
n - количество вещества (моль),
m - масса вещества (г),
M - молярная масса вещества (г/моль).
n(Fe(OH)3) = 18,5 г / 106,8 г/моль = 0,173 моль
Шаг 2: Найдем количество вещества азотной кислоты (HNO3).
Уравнение реакции между гидроксидом железа(III) и азотной кислотой:
Fe(OH)3 + 3HNO3 -> Fe(NO3)3 + 3H2O
Из уравнения видно, что мольное соотношение между Fe(OH)3 и HNO3 равно 1:3, то есть для полного реагирования 1 моль гидроксида железа(III) требуется 3 моль азотной кислоты.
Количество вещества азотной кислоты:
n(HNO3) = 3 * n(Fe(OH)3) = 3 * 0,173 моль = 0,519 моль
Шаг 3: Найдем массу азотной кислоты.
m(HNO3) = n * M(HNO3), где
m(HNO3) - масса азотной кислоты (г),
M(HNO3) - молярная масса азотной кислоты (г/моль).
Молярная масса азотной кислоты (HNO3):
Молярная масса азота (N) = 14,0 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16,0 г/моль
Молярная масса водорода (H) = 1,0 г/моль
Молярная масса HNO3 = (1,0 г/моль) + (14,0 г/моль) + (3 * 16,0 г/моль) = 63,0 г/моль
m(HNO3) = n(HNO3) * M(HNO3) = 0,519 моль * 63,0 г/моль = 32,697 г
Шаг 4: Найдем массовую долю азотной кислоты.
Массовая доля азотной кислоты в растворе:
%D(HNO3) = (m(HNO3) / m(раствора)) * 100%
Масса раствора:
m(раствора) = m(HNO3) + m(воды), где
m(HNO3) - масса азотной кислоты (г),
m(воды) - масса воды (г).
Поскольку все исходные вещества прореагировали полностью, масса раствора равна массе гидроксида железа(III):
m(раствора) = m(Fe(OH)3) = 18,5 г
%D(HNO3) = (32,697 г / 18,5 г) * 100% = 176,73%
Ответ: Массовая доля азотной кислоты в растворе составляет примерно 176,73%.
Знаешь ответ?