34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274474

$2Mg(NO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} 2MgO + 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow$

$Mg(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 2NaNO_3$

$MgO + 2HNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2O$

Пусть в первой части твёрдого остатка содержалось $x\text{ моль}$ $Mg(NO_3)_2$ и $y\text{ моль}$ $MgO$.

Масса первой части:

$148x+40y=39{,}6$

Масса $NaOH$ в исходном растворе:

$m(NaOH)=410\cdot0{,}30=123\text{ г}$

После реакции осталось:

$m(NaOH)_{\text{ост}}=123-80x$

Масса раствора после реакции с первой частью:

$m_{\text{р-ра}}=410+148x-58x=410+90x$

По условию массовая доля щёлочи стала $25%$:

$\frac{123-80x}{410+90x}=0{,}25$

$123-80x=102{,}5+22{,}5x$

$102{,}5x=20{,}5$

$x=0{,}2\text{ моль}$

Тогда:

$148\cdot0{,}2+40y=39{,}6$

$29{,}6+40y=39{,}6$

$y=0{,}25\text{ моль}$

Вторая часть твёрдого остатка в $4$ раза больше первой:

$\frac{158{,}4}{39{,}6}=4$

Значит во второй части:

$n(Mg(NO_3)_2)=0{,}2\cdot4=0{,}8\text{ моль}$

$n(MgO)=0{,}25\cdot4=1\text{ моль}$

Масса азотной кислоты в растворе:

$m(HNO_3)=525\cdot0{,}30=157{,}5\text{ г}$

$n(HNO_3)=\frac{157{,}5}{63}=2{,}5\text{ моль}$

На растворение $1\text{ моль}$ $MgO$ расходуется:

$n(HNO_3)=2\text{ моль}$

Осталось кислоты:

$n(HNO_3)_{\text{ост}}=2{,}5-2=0{,}5\text{ моль}$

$m(HNO_3)_{\text{ост}}=0{,}5\cdot63=31{,}5\text{ г}$

Масса конечного раствора:

$m_{\text{р-ра}}=525+158{,}4=683{,}4\text{ г}$

Массовая доля кислоты:

$\omega(HNO_3)=\frac{31{,}5}{683{,}4}\cdot100\%\approx4{,}6\%$.