Question

Газ, выделившийся при гидролизе 21 г нитрида лития, поглотили 545 мл 10%-ного раствора серной кислоты (плотностью 1,08 г/мл). Определите массовую долю соли в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти количество аммиака из гидролиза нитрида лития, определить состав соли при его взаимодействии с серной кислотой, затем вычислить массовую долю образовавшейся соли в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{Li3N + 3H2O -> 3LiOH + NH3 ^}$$

$$\ce{NH3 + H2SO4 -> NH4HSO4}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество вещества нитрида лития:

$$M(\ce{Li3N}) = 3 \cdot 7 + 14 = 35 	ext{ г/моль}$$

$$n(\ce{Li3N}) = \frac{m(\ce{Li3N})}{M(\ce{Li3N})} = \frac{21}{35} = 0{,}6 	ext{ моль}$$

2) По стехиометрии первого уравнения количество аммиака равно количеству нитрида лития:

$$n(\ce{NH3}) = n(\ce{Li3N}) = 0{,}6 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{NH3}) = n(\ce{NH3}) \cdot M(\ce{NH3}) = 0{,}6 \cdot 17 = 10{,}2 	ext{ г}$$

3) Найдём массу раствора серной кислоты:

$$m_{	ext{р-ра}}(\ce{H2SO4}) = ho_{	ext{р-ра}} \cdot V_{	ext{р-ра}} = 1{,}08 \cdot 545 = 588{,}6 	ext{ г}$$

4) Вычислим массу чистой серной кислоты:

$$m(\ce{H2SO4}) = m_{	ext{р-ра}}(\ce{H2SO4}) \cdot \omega(\ce{H2SO4}) = 588{,}6 \cdot 0{,}1 = 58{,}86 	ext{ г}$$

5) Найдём количество вещества серной кислоты:

$$M(\ce{H2SO4}) = 98 	ext{ г/моль}$$

$$n(\ce{H2SO4}) = \frac{m(\ce{H2SO4})}{M(\ce{H2SO4})} = \frac{58{,}86}{98} = 0{,}6 	ext{ моль}$$

6) Соотношение $n(\ce{NH3}) : n(\ce{H2SO4}) = 0{,}6 : 0{,}6 = 1 : 1$, поэтому образуется гидросульфат аммония.

7) Вычислим массу гидросульфата аммония:

$$M(\ce{NH4HSO4}) = 14 + 4 + 1 + 32 + 64 = 115 	ext{ г/моль}$$

$$n(\ce{NH4HSO4}) = n(\ce{NH3}) = 0{,}6 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{NH4HSO4}) = 0{,}6 \cdot 115 = 69 	ext{ г}$$

8) Определим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}} = m(\ce{NH3}) + m_{	ext{р-ра}}(\ce{H2SO4}) = 10{,}2 + 588{,}6 = 598{,}8 	ext{ г}$$

9) Найдём массовую долю соли:

$$\omega(\ce{NH4HSO4}) = \frac{m(\ce{NH4HSO4})}{m_{	ext{конечн.}}} = \frac{69}{598{,}8} = 0{,}1152 = 11{,}52\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии