При нагревании образца нитрата магния массой 44,4 г часть вещества разложилась. При этом выделилось

Ответы на вопрос

Отвечает Смирнов Андрей.

Для решения задачи последовательно выполним расчеты по каждому этапу:

1. Разложение нитрата магния

Рассмотрим, что происходит при нагревании нитрата магния ( $\text{Mg(NO}_3\text{)}_2$ ). При разложении нитратов металлов выделяются оксиды, оксиды азота (NO₂), и кислород (O₂). Реакция разложения нитрата магния имеет вид:

\text{Mg(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow \text{MgO} + 2\text{NO}_2 + \frac{1}{2}\text{O}_2

2. Молярные массы и расчёт массы газов

Молярная масса нитрата магния ( $\text{Mg(NO}_3\text{)}_2$ ):

M(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2) = 24 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 148 \text{ г/моль}

Так как дано 44,4 г нитрата магния, найдем количество вещества:

n(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2) = \frac{44,4 \text{ г}}{148 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}

3. Объём выделившихся газов

По уравнению реакции видно, что при разложении 1 моля нитрата магния образуется 2 моля NO₂ и 0,5 моля O₂, то есть всего 2,5 моля газов.

При разложении 0,3 моль нитрата магния количество газа составит:

n_{\text{газов}} = 0,3 \cdot 2,5 = 0,75 \text{ моль}

Объём газов при нормальных условиях (н.у., где $22,4 \text{ л/моль}$ ):

V_{\text{газов}} = 0,75 \cdot 22,4 = 16,8 \text{ л}

Но в задаче указано, что выделилось 13,44 л смеси газов, то есть разложилась только часть нитрата магния. Найдём, какая это доля.

4. Определение количества разложившегося нитрата магния

Определим, сколько молей газов соответствует объему 13,44 л:

n_{\text{газов}} = \frac{13,44 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,6 \text{ моль}

Так как на 1 моль нитрата магния приходится 2,5 моля газа, найдём количество разложившегося нитрата магния:

n(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2\text{ разложившегося}) = \frac{0,6}{2,5} = 0,24 \text{ моль}

Масса разложившегося нитрата магния:

m(\text{Mg(NO}_3\text{)}_2\text{ разложившегося}) = 0,24 \cdot 148 = 35,52 \text{ г}

5. Масса оставшегося твёрдого остатка

Начальная масса нитрата магния — 44,4 г, значит, масса оставшегося твердого остатка:

m_{\text{остатка}} = 44,4 - 35,52 = 8,88 \text{ г}

Этот остаток представляет собой оксид магния ( $\text{MgO}$ ).

6. Реакция MgO с раствором соляной кислоты

Переходим к взаимодействию MgO с соляной кислотой (HCl):

\text{MgO} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2\text{O}

Молярная масса MgO составляет $24 + 16 = 40 \text{ г/моль}$ .

Количество вещества MgO:

n(\text{MgO}) = \frac{8,88 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,222 \text{ моль}

Для реакции требуется HCl в количестве:

n(\text{HCl}) = 2 \cdot 0,222 = 0,444 \text{ моль}

Молярная масса HCl — 36,5 г/моль, масса HCl:

m(\text{HCl}) = 0,444 \cdot 36,5 = 16,206 \text{ г}

7. Массовая доля HCl в конечном растворе

Дано, что масса раствора HCl — 124,1 г, концентрация 20%. Определим массу HCl в исходном растворе:

m(\text{HCl в растворе}) = 124,1 \cdot 0,2 = 24,82 \text{ г}

После реакции останется:

m(\text{HCl оставшейся}) = 24,82 - 16,206 = 8,614 \text{ г}

Масса конечного раствора:

m_{\text{конечный}} = 124,1 + 8,88 = 132,98 \text{ г}

Массовая доля HCl в конечном растворе:

\omega(\text{HCl}) = \frac{8,614}{132,98} \approx 0,0647 \text{ или } 6,47\%

Ответ:

Массовая доля соляной кислоты в полученном растворе составляет 6,47%.

Последние заданные вопросы в категории Химия