Номер 5, страница 5 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m_{\text{раствора HNO}_3} = 900 \text{ г}$

$\omega_{\text{HNO}_3} = 8 \%$

$m_{\text{Ca(OH)}_2} = 37 \text{ г}$

Перевод в СИ:

$m_{\text{раствора HNO}_3} = 0.9 \text{ кг}$

$m_{\text{Ca(OH)}_2} = 0.037 \text{ кг}$

Найти:

Достаточно ли раствора азотной кислоты для нейтрализации?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации гидроксида кальция (гашеной извести) азотной кислотой:

$\text{Ca(OH)}_2 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3)_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

2. Рассчитаем молярные массы гидроксида кальция и азотной кислоты, используя округленные значения атомных масс (Ca=40.08, O=16.00, H=1.01, N=14.01):

$M(\text{Ca(OH)}_2) = 40.08 + 2 \cdot (16.00 + 1.01) = 40.08 + 2 \cdot 17.01 = 40.08 + 34.02 = 74.10 \text{ г/моль}$

$M(\text{HNO}_3) = 1.01 + 14.01 + 3 \cdot 16.00 = 1.01 + 14.01 + 48.00 = 63.02 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества гидроксида кальция:

$n(\text{Ca(OH)}_2) = \frac{m(\text{Ca(OH)}_2)}{M(\text{Ca(OH)}_2)} = \frac{37 \text{ г}}{74.10 \text{ г/моль}} \approx 0.4993 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрическому соотношению в уравнении реакции (1 моль $\text{Ca(OH)}_2$ реагирует с 2 моль $\text{HNO}_3$), количество вещества азотной кислоты, необходимое для полной нейтрализации, равно:

$n(\text{HNO}_3)_{\text{необх.}} = 2 \cdot n(\text{Ca(OH)}_2) = 2 \cdot 0.4993 \text{ моль} \approx 0.9986 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу чистой азотной кислоты, необходимую для нейтрализации:

$m(\text{HNO}_3)_{\text{необх.}} = n(\text{HNO}_3)_{\text{необх.}} \cdot M(\text{HNO}_3) = 0.9986 \text{ моль} \cdot 63.02 \text{ г/моль} \approx 62.93 \text{ г}$

6. Вычислим массу чистой азотной кислоты, содержащуюся в имеющемся растворе:

$m(\text{HNO}_3)_{\text{наличии}} = \omega_{\text{HNO}_3} \cdot m_{\text{раствора HNO}_3} = 0.08 \cdot 900 \text{ г} = 72 \text{ г}$

7. Сравним необходимую массу азотной кислоты с имеющейся:

Необходимая масса азотной кислоты составляет $62.93 \text{ г}$, а в имеющемся растворе содержится $72 \text{ г}$ азотной кислоты. Поскольку $72 \text{ г} > 62.93 \text{ г}$, имеющегося раствора азотной кислоты достаточно для полной нейтрализации гидроксида кальция.

Ответ:

Да, раствора массой 900 г с массовой долей азотной кислоты, равной 8 %, достаточно для нейтрализации гидроксида кальция массой 37 г.