Question

При взаимодействии 5,6 г гидроксида калия с 5,0 г хлорида аммония получили аммиак. Его растворили в 50 г воды. Определите массовую долю аммиака в полученном растворе. Определите объём 10%-ного раствора азотной кислоты с плотностью 1,06 г/мл, который потребуется для нейтрализации аммиака. 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: определить реагент в недостатке в первой реакции, вычислить массу образовавшегося аммиака, найти его массовую долю в растворе, а затем рассчитать объём азотной кислоты для нейтрализации.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{KOH + NH4Cl -> KCl + NH3 ^ + H2O}$$

$$\ce{HNO3 + NH3 -> NH4NO3}$$

**Расчёты:**

Вычислим количество вещества гидроксида калия:

$$n(\ce{KOH}) = \frac{m(\ce{KOH})}{M(\ce{KOH})} = \frac{5{,}6}{56} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

Вычислим количество вещества хлорида аммония:

$$n(\ce{NH4Cl}) = \frac{m(\ce{NH4Cl})}{M(\ce{NH4Cl})} = \frac{5{,}0}{53{,}5} = 0{,}0935 	ext{ моль}$$

Определим реагент в недостатке. По уравнению первой реакции коэффициенты равны 1:1. Сравним отношения:

$$\frac{n(\ce{KOH})}{1} = 0{,}1 > \frac{n(\ce{NH4Cl})}{1} = 0{,}0935$$

Хлорид аммония находится в недостатке, поэтому расчёты ведём по нему.

Найдём количество образовавшегося аммиака:

$$n(\ce{NH3}) = n(\ce{NH4Cl}) = 0{,}0935 	ext{ моль}$$

Вычислим массу аммиака:

$$m(\ce{NH3}) = n(\ce{NH3}) \cdot M(\ce{NH3}) = 0{,}0935 \cdot 17 = 1{,}59 	ext{ г}$$

Найдём массу раствора аммиака:

$$m_{	ext{р-ра}}(\ce{NH3}) = m(\ce{NH3}) + m(\ce{H2O}) = 1{,}59 + 50 = 51{,}59 	ext{ г}$$

Определим массовую долю аммиака в растворе:

$$\omega(\ce{NH3}) = \frac{m(\ce{NH3})}{m_{	ext{р-ра}}(\ce{NH3})} = \frac{1{,}59}{51{,}59} = 0{,}0308 = 3{,}08\%$$

Из второго уравнения реакции количество азотной кислоты равно количеству аммиака:

$$n(\ce{HNO3}) = n(\ce{NH3}) = 0{,}0935 	ext{ моль}$$

Вычислим массу азотной кислоты:

$$m(\ce{HNO3}) = n(\ce{HNO3}) \cdot M(\ce{HNO3}) = 0{,}0935 \cdot 63 = 5{,}9 	ext{ г}$$

Найдём массу раствора азотной кислоты (10%-ный раствор):

$$m_{	ext{р-ра}}(\ce{HNO3}) = \frac{m(\ce{HNO3})}{\omega(\ce{HNO3})} = \frac{5{,}9}{0{,}1} = 59 	ext{ г}$$

Вычислим объём раствора азотной кислоты:

$$V_{	ext{р-ра}}(\ce{HNO3}) = \frac{m_{	ext{р-ра}}(\ce{HNO3})}{ho_{	ext{р-ра}}(\ce{HNO3})} = \frac{59}{1{,}06} = 55{,}66 	ext{ мл}$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии