Карточки
Тесты
Главная
Курсы
Подписка
34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274458
Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет $31{,}8\text{ г}$ на $100\text{ г}$ воды. Приготовленный при этой температуре насыщенный раствор карбоната натрия массой $395{,}4\text{ г}$ разделили на две части. К первой части прилили избыток раствора нитрата кальция. При этом образовалось $50\text{ г}$ осадка. Ко второй части насыщенного раствора добавили $252\text{ г}$ $30\%$-ного раствора азотной кислоты. Определите массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
$Na_2CO_3 + Ca(NO_3)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaNO_3$
$Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + CO_2\uparrow + H_2O$
В насыщенном растворе на $31{,}8\text{ г}$ соли приходится $100\text{ г}$ воды, значит масса такого раствора равна $131{,}8\text{ г}$.
Масса соли во всём растворе: $m(Na_2CO_3)=395{,}4\cdot\frac{31{,}8}{131{,}8}=95{,}4\text{ г}$.
В первой части образовалось $50\text{ г}$ $CaCO_3$, значит $n(CaCO_3)=\frac{50}{100}=0{,}5\text{ моль}$, поэтому $n(Na_2CO_3)=0{,}5\text{ моль}$ и $m(Na_2CO_3)=0{,}5\cdot106=53\text{ г}$.
Тогда во второй части осталось $m(Na_2CO_3)=95{,}4-53=42{,}4\text{ г}$, $n(Na_2CO_3)=\frac{42{,}4}{106}=0{,}4\text{ моль}$.
Масса второй части раствора:
$m_2=395{,}4-\frac{53\cdot131{,}8}{31{,}8}=175{,}7\text{ г}$.
Масса азотной кислоты в добавленном растворе:
$m(HNO_3)=252\cdot0{,}30=75{,}6\text{ г}$, $n(HNO_3)=\frac{75{,}6}{63}=1{,}2\text{ моль}$.
На реакцию с $0{,}4\text{ моль}$ $Na_2CO_3$ расходуется $0{,}8\text{ моль}$ $HNO_3$, то есть $m(HNO_3)=0{,}8\cdot63=50{,}4\text{ г}$.
Осталось кислоты:
$75{,}6-50{,}4=25{,}2\text{ г}$.
Выделилось $CO_2$:
$n(CO_2)=0{,}4\text{ моль}$, $m(CO_2)=0{,}4\cdot44=17{,}6\text{ г}$.
Масса конечного раствора:
$m_{\text{р-ра}}=175{,}7+252-17{,}6=410{,}1\text{ г}$.
Массовая доля кислоты:
$\omega(HNO_3)=\frac{25{,}2}{410{,}1}\cdot100\% \approx6{,}1\%$.
20
