Нитрит натрия массой 6,9 г внесли при нагревании в 110 г раствора хлорида аммония с массовой долей

Ответы на вопрос

Отвечает Гребенников Андрей.

Для того чтобы решить задачу, давайте поэтапно разберемся, что происходит при реакции и как вычислить объем выделяющегося азота и массовую долю хлорида натрия в растворе.

1. Реакция между нитритом натрия и хлоридом аммония

Реакция, происходящая при нагревании нитрита натрия (NaNO₂) с хлоридом аммония (NH₄Cl), выглядит следующим образом:

$\text{NaNO}_2 + \text{NH}_4\text{Cl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{N}_2 + 2\text{H}_2O$

Это реакция разложения, при которой образуется азот (N₂), хлорид натрия (NaCl) и вода.

2. Определение количества нитрита натрия

Молекулярная масса нитрита натрия (NaNO₂) составляет:

Na: 23 г/моль
N: 14 г/моль
O₂: 2 * 16 = 32 г/моль

Молекулярная масса NaNO₂ = 23 + 14 + 32 = 69 г/моль.

Теперь вычислим количество вещества нитрита натрия:

n(\text{NaNO}_2) = \frac{m(\text{NaNO}_2)}{M(\text{NaNO}_2)} = \frac{6,9 \, \text{г}}{69 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль}

3. Определение количества вещества хлорида аммония

Молекулярная масса хлорида аммония (NH₄Cl) равна:

N: 14 г/моль
H₄: 4 г/моль
Cl: 35,5 г/моль

Молекулярная масса NH₄Cl = 14 + 4 + 35,5 = 53,5 г/моль.

Масса раствора хлорида аммония составляет 110 г, при этом массовая доля хлорида аммония в растворе — 10%. Значит, масса самого NH₄Cl в растворе:

m(\text{NH}_4\text{Cl}) = 110 \, \text{г} \times 0,10 = 11 \, \text{г}

Теперь вычислим количество вещества хлорида аммония:

n(\text{NH}_4\text{Cl}) = \frac{m(\text{NH}_4\text{Cl})}{M(\text{NH}_4\text{Cl})} = \frac{11 \, \text{г}}{53,5 \, \text{г/моль}} = 0,2056 \, \text{моль}

4. Определение объема азота

По уравнению реакции видно, что 1 моль NaNO₂ реагирует с 1 моль NH₄Cl и выделяет 1 моль азота (N₂). У нас есть 0,1 моль NaNO₂, и оно будет реагировать с количеством NH₄Cl в стехиометрическом соотношении, то есть 0,1 моль NH₄Cl.

Количество выделяющегося азота равно количеству молей нитрита натрия, т.е. 0,1 моль.

При нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм) объем 1 моля газа равен 22,4 литра. Следовательно, объем азота:

V(\text{N}_2) = n(\text{N}_2) \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,1 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 2,24 \, \text{л}

5. Массовая доля хлорида натрия в растворе

После реакции образуется хлорид натрия (NaCl). Молекулярная масса NaCl составляет:

Na: 23 г/моль
Cl: 35,5 г/моль

Молекулярная масса NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль.

Моль NaCl, который образуется, равен количеству моль нитрита натрия, то есть 0,1 моль. Масса NaCl, образующегося при реакции:

m(\text{NaCl}) = n(\text{NaCl}) \times M(\text{NaCl}) = 0,1 \, \text{моль} \times 58,5 \, \text{г/моль} = 5,85 \, \text{г}

Теперь найдем общую массу полученного раствора. Исходно масса раствора хлорида аммония была 110 г, но после реакции из него удаляется часть аммония, а в раствор добавляется NaCl. Общая масса раствора:

m(\text{общ. раствор}) = 110 \, \text{г} - 11 \, \text{г} + 5,85 \, \text{г} = 104,85 \, \text{г}

Массовая доля NaCl в растворе:

\text{массовая доля NaCl} = \frac{m(\text{NaCl})}{m(\text{общ. раствор})} \times 100\% = \frac{5,85 \, \text{г}}{104,85 \, \text{г}} \times 100\% \approx 5,58\%

Ответ:

Объем азота, который выделится, составляет 2,24 л.
Массовая доля хлорида натрия в получившемся растворе составляет примерно 5,58%.

Последние заданные вопросы в категории Химия