Дано: m(раствора)=200 г, m(NaOH)=4 г
Найти: ω(HNO3)-?
Решение
1-й способ
1. Количество вещества гидроксида натрия массой 4 г рассчитываем по формуле: n=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, поэтому M(NaOH)=40 г/моль
n(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH)=4 г : 40 г/моль=0,1 моль
2. Составляем химическое уравнение:
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
По уравнению реакции n(NaOH):n(HNO3)=1:1, то есть количества вещества одинаковые, поэтому
n(HNO3)=n(NaOH)=0,1 моль
3. Массу азотной кислоты количеством вещества 0,1 моль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M=Mr г/моль.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, поэтому M(HNO3)=63 г/моль
m(HNO3)=n(HNO3)•M(HNO3)=0,1 моль•63 г/моль=6,3 г
4. Вычисляем массовую долю азотной кислоты в растворе:
ω(HNO3)=(m(HNO3)/m(раствора))•100%=(6,3 г : 200 г)•100%=3,15%
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
4 г х г
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
40 г 63 г
Над формулами соединений NaOH и HNO3записываем приведенную в условии задачи массу гидроксида натрия (4 г) и неизвестную массу кислоты (х г), а под формулами соединений – массу количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr г/моль) веществ и, соответственно, массу 1 моль, т.к. прореагировало 1 моль гидроксида натрия NaОН с образованием 1 моль кислоты HNO3.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, поэтому M(NaOH)=40 г/моль, масса 1 моль=40 г
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, поэтому M(HNO3)=63 г/моль, масса 1 моль=63 г
х=m(HNO3)=63 г • 4 г : 40 г=6,3 г
2. Вычисляем массовую долю азотной кислоты в растворе:
ω(HNO3)=(m(HNO3)/m(раствора))•100%=(6,3 г : 200 г)•100%=3,15%
Ответ: 3,15%