дано:
1. Масса раствора азотной кислоты (HNO3): m_HNO3 = 4,70 кг = 4700 г.
2. Массовая доля HNO3 в растворе: w_HNO3 = 4,60 %.
3. Масса раствора гидроксида калия (KOH): m_KOH_раствор = 2,80 кг = 2800 г.
4. Массовая доля KOH в растворе: w_KOH = 2,20 %.
найти:
1. Во сколько раз уменьшилась массовая доля азотной кислоты в полученном растворе по сравнению с исходной.
решение:
1. Рассчитаем массу HNO3 в исходном растворе:
m_HNO3_исходный = w_HNO3 * m_HNO3 / 100 % = 4,60 % * 4700 г / 100 % = 216,2 г.
2. Рассчитаем массу KOH в растворе:
m_KOH = w_KOH * m_KOH_раствор / 100 % = 2,20 % * 2800 г / 100 % = 61,6 г.
3. Найдем общее количество вещества HNO3 в моль:
M(HNO3) = 1,01 г/моль (водород) + 14,01 г/моль (азот) + 16,00 г/моль (кислород) = 31,02 г/моль.
n_HNO3 = m_HNO3_исходный / M(HNO3) = 216,2 г / 63,01 г/моль ≈ 3,43 моль.
4. Найдем общее количество вещества KOH в моль:
M(KOH) = 39,10 г/моль (калий) + 16,00 г/моль (кислород) + 1,01 г/моль (водород) = 56,11 г/моль.
n_KOH = m_KOH / M(KOH) = 61,6 г / 56,11 г/моль ≈ 1,09 моль.
5. Реакция между KOH и HNO3 проходит в соотношении 1:1. Таким образом, всякий молекула HNO3 реагирует с одной молекулой KOH.
6. Поскольку количество KOH меньше, чем количество HNO3, все KOH будет реагировать. Тогда количество HNO3 после реакции станет:
n_HNO3_остаток = n_HNO3 - n_KOH = 3,43 моль - 1,09 моль ≈ 2,34 моль.
7. Рассчитаем массу остатка HNO3:
m_HNO3_остаток = n_HNO3_остаток * M(HNO3) = 2,34 моль * 63,01 г/моль ≈ 147,8 г.
8. Теперь найдем общий объем нового раствора:
m_новый_раствор = m_HNO3 + m_KOH_раствор = 4700 г + 2800 г = 7500 г.
9. Рассчитаем новую массовую долю HNO3 в полученном растворе:
w_HNO3_новый = (m_HNO3_остаток / m_новый_раствор) * 100 % = (147,8 г / 7500 г) * 100 % ≈ 1,97 %.
10. Найдем, во сколько раз уменьшилась массовая доля HNO3:
коэффициент_уменьшения = w_HNO3 / w_HNO3_новый = 4,60 % / 1,97 % ≈ 2,33.
ответ:
Массовая доля азотной кислоты уменьшилась примерно в 2,33 раза.