Дано:
Объем раствора азотной кислоты - неизвестно
Концентрация раствора азотной кислоты - 60%
Плотность раствора азотной кислоты - 1,37 г/см3
Объем раствора гидроксида натрия - 25 мл
Концентрация раствора гидроксида натрия - 25%
Плотность раствора гидроксида натрия - 1,28 г/см3
Продукты реакции: оксид азота (II), ортофосфорная кислота и дигидрофосфат натрия
Найти:
Объем азотной кислоты, взятой для окисления фосфора
Объем выделившегося газа (н.у.)
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество моля гидроксида натрия, использованного для нейтрализации ортофосфорной кислоты:
n(NaOH) = V(C(NaOH)) / Vm(NaOH) = 0,25 л * 0,25 моль/л = 0,0625 моль
2. Рассчитаем количество моля дигидрофосфата натрия, образовавшегося в результате нейтрализации ортофосфорной кислоты:
n(Na2HPO4) = n(NaOH) = 0,0625 моль
3. Рассчитаем количество моля фосфора, который окисился в результате реакции с азотной кислотой:
n(P) = n(Na2HPO4) / 2 = 0,03125 моль
4. Рассчитаем массу фосфора:
m(P) = n(P) * M(P) = 0,03125 моль * 31 г/моль = 0,96875 г
5. Рассчитаем количество моля оксида азота (II), образовавшегося в результате реакции:
n(NO) = n(P)
6. Рассчитаем объем оксида азота (II) при н.у.:
V(NO) = n(NO) * Vm(NO) = 0,03125 моль * 22,4 л/моль = 0,7 л
7. Рассчитаем массу ортофосфорной кислоты:
m(H3PO4) = n(NaOH) * M(H3PO4) = 0,0625 моль * 98 г/моль = 6,125 г
8. Рассчитаем количество моля ортофосфорной кислоты:
n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4) = 6,125 г / 98 г/моль = 0,0625 моль
9. Рассчитаем количество моля азотной кислоты, использованное для окисления фосфора:
n(HNO3) = 2 * n(H3PO4) = 0,125 моль
10. Рассчитаем объем азотной кислоты при заданных условиях:
V(HNO3) = n(HNO3) * Vm(HNO3) / ρ(HNO3) = 0,125 моль * 63 л/моль / 1,37 г/см3 / 1000 г/кг = 0,550 л
Ответ:
Объем азотной кислоты, взятой для окисления фосфора, равен 0,550 л.
Объем выделившегося газа (н.у.) равен 0,7 л.