дано:
- масса осадка (BaSO4) = 4,66 г
- масса гидроксида калия (KOH) = 3,36 г
найти:
- массу азотной кислоты (HNO3) в исходном растворе.
решение:
1. Рассчитаем количество вещества (моль) осадка BaSO4:
молярная масса BaSO4 = 137 (Ba) + 32 (S) + 16 * 4 (O) = 137 + 32 + 64 = 233 г/моль
n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4)
n(BaSO4) = 4,66 г / 233 г/моль ≈ 0,0200 моль
2. Реакция между серной кислотой (H2SO4) и нитратом бария (Ba(NO3)2):
Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4 (осадок) + 2 HNO3
Из уравнения видно, что на каждый моль BaSO4 требуется 2 моль HNO3.
Следовательно, количество моль HNO3:
n(HNO3) = 2 * n(BaSO4)
n(HNO3) = 2 * 0,0200 моль = 0,0400 моль
3. Теперь найдем массу HNO3:
молярная масса HNO3 = 1 (H) + 14 (N) + 16 * 3 (O) = 1 + 14 + 48 = 63 г/моль
m(HNO3) = n(HNO3) * M(HNO3)
m(HNO3) = 0,0400 моль * 63 г/моль ≈ 2,52 г
4. Рассчитаем количество вещества KOH, который использовался для нейтрализации:
молярная масса KOH = 39 (K) + 16 (O) + 1 (H) = 56 г/моль
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH)
n(KOH) = 3,36 г / 56 г/моль ≈ 0,0600 моль
5. В реакции нейтрализации между HNO3 и KOH:
HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
Каждое вещество реагирует в соотношении 1:1, то есть на один моль HNO3 требуется один моль KOH.
Таким образом, количество моль HNO3, которое нейтрализовалось:
n(HNO3, нейтрилизованное) = n(KOH) = 0,0600 моль
6. Так как в исходном растворе содержится как серная, так и азотная кислоты, общее количество HNO3 из осаждения и нейтрализации:
Общее количество HNO3 = n(HNO3) + n(HNO3, нейтрилизованное)
Общее количество HNO3 = 0,0400 моль + 0,0600 моль = 0,1000 моль
7. Найдем общую массу HNO3:
m(HNO3, общее) = Общее количество HNO3 * молярная масса HNO3
m(HNO3, общее) = 0,1000 моль * 63 г/моль ≈ 6,30 г
ответ:
Масса азотной кислоты (HNO3) в исходном растворе составляет приблизительно 6,30 г.