Дано:
Массовая доля азотной кислоты в растворе = 20%
Плотность раствора азотной кислоты = 1.11 г/мл
Масса известняка = 10 г
Массовая доля примеси в известняке = 5%
Найти:
Объем раствора азотной кислоты необходимый для реакции с известняком
Решение:
1. Найдем массу чистого известняка (CaCO3) в образце:
m_чистого = м_известняка * (1 - %примесей)
m_чистого = 10 г * (1 - 0.05) = 9.5 г
2. Рассчитаем количество вещества CaCO3:
n_CaCO3 = m_чистого / M_CaCO3
Молярная масса CaCO3 (M_CaCO3) = 100 g/mol
3. Поскольку азотная кислота образует нитрат кальция по уравнению:
CaCO3 + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O + CO2
то каждый моль CaCO3 требует 2 моли HNO3.
4. Рассчитаем массу азотной кислоты, необходимую для реакции:
m_HNO3 = 2 * n_CaCO3 * M_HNO3
5. Определим объем раствора азотной кислоты, содержащего нужное количество массы азотной кислоты:
V = m_HNO3 / (ρ * %массовая_доля_HNO3)
где %массовая_доля_HNO3 = 20%
Подставим известные значения:
m_HNO3 = 2 * (9.5 г / 100 g/mol) * 63 g/mol = 12.06 г
V = 12.06 г / (1.11 г/мл * 0.20) ≈ 54.50 мл
Ответ:
Для реакции с 10 г известняка потребуется около 54.50 мл раствора азотной кислоты с массовой долей 20% и плотностью 1.11 г/мл.