• xl = 0,25 моль NO.

4

Определим число молей N02, образовавшихся при окислении 0,25 моль N0 по реакции (2): Из 2 моль N0 образуется 2 моль N02. Из 0,25 моль образуется х моль N02.

О 25 • 2

х2 = — = 0,25 • х2 = 0,25 моль N09.

2 2

Определяем число молей HNOg, образующихся при растворении в воде 0,25 моль N02 по реакции (3):

Из 4 моль N02 образуется 4 моль HNOg.

Из 0,25 моль N02 образуется х моль HN03.

0,25 • 4

хЗ = = 0,25 моль HNO,.

4 3

Итак, мы нашли количество HN03, проведя последовательные вычисления по уравнениям трех реакций. Тот же результат можно получить и более простым способом, не прибегая к вычислениям. Посмотрите внимательно на уравнения (1)—(3). Вы увидите, что числа молей исходных веществ и числа молей продуктов реакций находятся между собой в простом соотношении 1 : 1 для всех трех реакций:

уравнение 1: NH3 —> NO

4 моль 4 моль;

уравнение 2: NO —> N02

2 моль 2 моль;

уравнение 3: N02 —> HN03+

4 моль 4 моль.

Следовательно, если окислилось 0,25 моль NH3, то количество получившейся азотной кислоты

также должно составлять 0,25 моль. Умение анализировать коэффициенты уравнений химических реакций может существенно упростить путь вычислений. Далее найдем массу NH3 в растворе:

(HNOJ = — ; m(HNOJ = M-v ,

3 М 3

Mr(HN03) = 1 4- 14 + 16-3 = 63,

M(HN03) = 63 г/моль,

m(HN03) - 630,25 = 15,75 г.

Теперь определим, сколько молей воды пошло на химическое взаимодействие с N02 по реакции (3).

4 моль N02 взаимодействуют с 2 моль Н20,

0,25 моль N02 взаимодействуют с х моль Н20,

0,25-2

х — = 0,125 моль Н90.

4 л

Определим массу воды, которая прореагировала с N02:

V(H2°) = S m(H2°) Mv;

М(Н20) = 18 г/моль; m(H20) = 0,12548 - 2,25 г.

Всего было взято 35 г Н20, поэтому в свободном виде, в качестве растворителя останется 35 г-2,25 г = 32,75 г Н20.

М(Н20 в растворе) = 32,75 г.

Находим массу раствора т:

т = m(HN03) + т(Н20 в растворе) = 15,75 + 4- 32,75 = 48,5 г.

m(HN(X) 15,75

w(HN04)=— г-= —— = 0,32 400 % - 32 %.

3 m(p-pa) 48,5

Ответ. Получен раствор азотной кислоты, в котором концентрация HNOg составляет 32 % .

Пример 2. Сколько граммов аммиачной селитры необходимо добавить к 2000 г преципитата, чтобы получить удобрение с соотношением по массе азота и фосфора, равным 1 : 2?

Решение.

В состав удобрительной смеси входят соединения СаНР04-2Н20 и NH4N03. По условию задачи масса азота и фосфора в смеси должна подчиняться пропорции: m(N) : m(P) =1:2.

Записываем молярные массы солей и элементов:

М(СаНР04-2Н20) - 172 г/моль, M(NH4N03) = 80 г/моль, M(N) - 14 г/моль; М(Р) = 31 г/моль. Вычисляем, сколько граммов фосфора содержится в 2000 г преципитата.

172 г СаНР04-2Н20 содержит 31г Р. 2000 г СаНР04-2Н20 содержит xl г Р.

2000-31

х = = 360,5 г Р.

172

Теперь можно найти, сколько граммов азота должно содержаться в питательной смеси: m(N) : m(P) = 1:2, m(P) = 360,5 г, m(N) : 360,5 = 1:2,

1-360,5

m(N) = — = 180,25; m(N) = 180,25 г.

Итак, мы нашли, что в удобрительной смеси с отношением масс азота и фосфора 1 : 2 на 360,5 г фосфора должно приходиться 180,25 г азота.

Вычисляем массу аммиачной селитры в которой будет содержаться 180,25 г питательного элемента азота.

80 г NH4N03 содержит 244 г [N].

х г NH4N03 содержит 180,25 г [N].

80480,25

х2 = 515-3 - 515 г NH.NCK.

28 4 3

Ответ. Для того чтобы в смеси, состоящей из СаНР0/2Но0 NH,N0o, элемента азота по массе

4 2 4 З7

содержалось в 2 раза меньше по сравнению с другим питательным элементом — фосфором, к 2000 г преципитата следует добавить 515 г аммиачной селитры.

Пример 3. Газ, выделившийся при обработке водой гидрида кальция, пропустили над раскаленным оксидом железа (II). В результате этого произошло уменьшение массы образца на 16 г. Сколько граммов гидрида кальция обработали водой?

Решение.

СаН2 4- 2Н20 Са(ОН)2 4- 2Н2Т (1)

1моль 2 моль

FeO 4- Н2 -> Fe + Н20 (2)

1моль 1моль (18г)

Mr(H20) = 1-2 + 16 = 18, M(H20) - 18 г/моль, m(H20) = 18 г.

Уменьшение массы образца произошло за счет связывания кислорода. Если масса уменьшилась на 16 г, значит, был восстановлен 1 моль FeO и на восстановление затратился 1 моль водорода (2). Это количество водорода получается из 0,5 моль СаН2, что составит:

Мг(СаН2) = 40 4- 1-2 = 42,

М(СаН2) « 42 г/моль.

m

М = — ; m = M-v = 420,5 = 21 г.

v

Ответ. 21 г СаН2 обработали водой.

Пример 4. К водному раствору йодида калия по каплям прилили свежеприготовленную хлорную воду. Объяснить, почему вначале появившаяся окраска раствора при дальнейшем приливании хлорной воды исчезла.

Решение.

2KI 4- С12 —> 2КС1 4-12 (окраска раствора за счет йода),

I2 + 5С1 + 2Н20 -> 2HI03+ 10НС1 (обесцвечивание раствора).

Пример 5. Смесь двух газов прореагировала на солнечном свету со взрывом. Затем газообразный продукт реакции с избытком одного из газов пропустили через воду. Объем нераство-рившегося газа составил 1,12 л (н.у.). При исследовании этого газа оказалось, что он горит с об