Какова массовая доля азотной кислоты в растворе, если при получении тротила толуол массой 46 г полностью реагирует

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать концепцию молярной массы и затем применить закон сохранения массы.

Первым шагом будет вычисление молей исходных веществ, а именно толуола и азотной кислоты. Молярная масса толуола (C₇H₈) составляет примерно 92,14 г/моль, а молярная масса азотной кислоты (HNO₃) равна примерно 63,01 г/моль.

Масса толуола, указанная в задаче, составляет 46 г. Чтобы вычислить количество молей толуола, мы разделим массу на его молярную массу:

\[
\text{моли толуола} = \frac{{46 \, \text{г}}}{{92,14 \, \text{г/моль}}} = 0,5 \, \text{моль}
\]

Затем мы рассчитываем количество молей азотной кислоты, используя массу раствора азотной кислоты, равную 135 г, и её молярную массу:

\[
\text{моли азотной кислоты} = \frac{{135 \, \text{г}}}{{63,01 \, \text{г/моль}}} \approx 2,14 \, \text{моль}
\]

Коэффициенты в сбалансированном уравнении реакции между тротилом и азотной кислотой показывают, что на одну моль тротила приходится одна моль азотной кислоты. Отсюда следует, что количество молей тротила и азотной кислоты равны.

Теперь мы знаем, что в реакции участвовало 0,5 моль тротила и 2,14 моль азотной кислоты. Чтобы найти массовую долю азотной кислоты в растворе, мы используем следующую формулу:

\[
\text{массовая доля} = \frac{{\text{масса азотной кислоты}}}{{\text{масса раствора}}}
\]

Масса азотной кислоты может быть рассчитана путем умножения количества молей азотной кислоты на ее молярную массу:

\[
\text{масса азотной кислоты} = 2,14 \, \text{моль} \times 63,01 \, \text{г/моль} \approx 134,9 \, \text{г}
\]

Так как масса раствора азотной кислоты составляет 135 г, мы получаем:

\[
\text{массовая доля} = \frac{{134,9 \, \text{г}}}{{135 \, \text{г}}} \approx 0,998 \approx 99,8\%
\]

Таким образом, массовая доля азотной кислоты в растворе составляет примерно 99,8%.