Question

В 110 мл 9%-ной хлороводородной кислоты (плотностью 1,04 г/мл) растворили газообразный аммиак, выделившийся при полном гидролизе 2,96 г нитрида кальция. Определите массовую долю хлороводорода в полученном при этом 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 кальция, определить, какое количество соляной кислоты прореагирует с ним, и вычислить массовую долю оставшейся кислоты в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{Ca3N2 + 6H2O -> 3Ca(OH)2 + 2NH3 ^}$$

$$\ce{NH3 + HCl -> NH4Cl}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество вещества нитрида кальция:

$$n(\ce{Ca3N2}) = \frac{m(\ce{Ca3N2})}{M(\ce{Ca3N2})} = \frac{2{,}96}{148} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

2) По стехиометрии первого уравнения найдём количество образовавшегося аммиака:

$$n(\ce{NH3}) = 2 \cdot n(\ce{Ca3N2}) = 2 \cdot 0{,}02 = 0{,}04 	ext{ моль}$$

3) Определим массу раствора хлороводородной кислоты:

$$m_{	ext{р-ра}}(\ce{HCl}) = ho_{	ext{р-ра}} \cdot V_{	ext{р-ра}} = 1{,}04 \cdot 110 = 114{,}4 	ext{ г}$$

4) Найдём массу чистого хлороводорода в исходном растворе:

$$m(\ce{HCl}) = m_{	ext{р-ра}}(\ce{HCl}) \cdot \omega(\ce{HCl}) = 114{,}4 \cdot 0{,}09 = 10{,}296 	ext{ г}$$

5) Вычислим количество вещества хлороводорода:

$$n(\ce{HCl}) = \frac{m(\ce{HCl})}{M(\ce{HCl})} = \frac{10{,}296}{36{,}5} = 0{,}28 	ext{ моль}$$

6) По второму уравнению количество прореагировавшей кислоты равно количеству аммиака:

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{HCl}) = n(\ce{NH3}) = 0{,}04 	ext{ моль}$$

7) Найдём количество оставшейся кислоты:

$$n_{	ext{ост.}}(\ce{HCl}) = n(\ce{HCl}) - n_{	ext{прореаг.}}(\ce{HCl}) = 0{,}28 - 0{,}04 = 0{,}24 	ext{ моль}$$

8) Вычислим массу оставшейся кислоты:

$$m_{	ext{ост.}}(\ce{HCl}) = n_{	ext{ост.}}(\ce{HCl}) \cdot M(\ce{HCl}) = 0{,}24 \cdot 36{,}5 = 8{,}76 	ext{ г}$$

9) Найдём массу образовавшегося аммиака:

$$m(\ce{NH3}) = n(\ce{NH3}) \cdot M(\ce{NH3}) = 0{,}04 \cdot 17 = 0{,}68 	ext{ г}$$

10) Определим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}}(	ext{р-ра}) = m(\ce{NH3}) + m_{	ext{р-ра}}(\ce{HCl}) = 0{,}68 + 114{,}4 = 115{,}08 	ext{ г}$$

11) Вычислим массовую долю хлороводорода в конечном растворе:

$$\omega(\ce{HCl}) = \frac{m_{	ext{ост.}}(\ce{HCl})}{m_{	ext{конечн.}}(	ext{р-ра})} = \frac{8{,}76}{115{,}08} = 0{,}076 = 7{,}6\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии