Смесь аммиака с кислородом общим объёмом 11,2 л (н. у.) подожгли без катализатора, продукты охладили, а образовавшуюся смесь газов пропустили через 117,6 г 10 %-го раствора серной кислоты, в результате масса раствора увеличилась. Объём оставшегося непоглощённым газа составил 2,24 л (н. у.). Вычислите объёмные доли газов в исходной смеси и массовые доли веществ (кроме воды) в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.

В данной задаче важно учитывать, что аммиак при горении без катализатора окисляется до азота и воды, а непрореагировавший аммиак поглощается раствором серной кислоты.

Однако в условии есть существенная неоднозначность: не указано, что кислород полностью израсходовался при горении. Поэтому строго однозначное решение из приведённых данных получить нельзя. Ниже рассмотрим решение при стандартном для этой задачи предположении, что кислород прореагировал полностью.

1. Уравнения реакций

При горении аммиака без катализатора образуются азот и вода:

После охлаждения вода конденсируется, поэтому в газовой смеси остаются азот и непрореагировавший аммиак.

Аммиак взаимодействует с серной кислотой. При избытке аммиака возможно образование двух солей:

2. Находим количество азота

Объём оставшегося газа составляет 2,24 л. При условии полного расходования кислорода этот газ представляет собой азот.

Количество вещества азота:

По уравнению реакции:

3. Находим состав исходной смеси

Количество вещества кислорода:

Его объём:

Общий объём исходной смеси равен 11,2 л, следовательно:

Объёмная доля аммиака:

Объёмная доля кислорода:

4. Находим количество непрореагировавшего аммиака

Общее количество вещества аммиака в исходной смеси:

При горении израсходовалось 0,2 моль аммиака.

Следовательно, непрореагировавший аммиак:

Именно это количество аммиака поглотилось раствором серной кислоты.

5. Определяем состав полученного раствора

Масса исходного раствора серной кислоты:

Массовая доля серной кислоты составляет 10%.

Масса чис