Какова массовая доля гидрокарбоната аммония в смеси гидрокарбонатов натрия и аммония массой 10 г, если после прокаливания до постоянной массы и обработки остатка соляной кислотой было получено 1,12 л газа?

Химия 11 класс Химические реакции и расчет веществ массовая доля гидрокарбонат аммония смесь гидрокарбонатов натрий аммоний прокаливание соляная кислота получение газа Новый

Для решения данной задачи необходимо провести несколько этапов, начиная с анализа реакции, происходящей при прокаливании и взаимодействии с соляной кислотой.

Шаг 1: Определение реакции.

Гидрокарбонат аммония (NH4HCO3) при нагревании разлагается, образуя аммиак (NH3), углекислый газ (CO2) и воду (H2O):

• NH4HCO3 (s) → NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g)

При взаимодействии с соляной кислотой (HCl) образуется хлорид аммония (NH4Cl) и выделяется углекислый газ:

• NH3 (g) + HCl (aq) → NH4Cl (s)
• CO2 (g) + HCl (aq) → H2CO3 (aq) → H2O (l) + CO2 (g)

Шаг 2: Определение количества газа.

Из условия задачи известно, что был получен 1,12 л газа. Газом в данном случае является углекислый газ (CO2), который образуется в результате разложения гидрокарбоната аммония.

При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Следовательно, количество вещества углекислого газа можно рассчитать по формуле:

• n(CO2) = V / Vm = 1,12 л / 22,4 л/моль = 0,05 моль

Шаг 3: Определение количества гидрокарбоната аммония.

При разложении 1 моль гидрокарбоната аммония образуется 1 моль углекислого газа. Таким образом, количество вещества гидрокарбоната аммония, которое разложилось, также равно 0,05 моль.

Шаг 4: Молярная масса гидрокарбоната аммония.

Молярная масса гидрокарбоната аммония (NH4HCO3) рассчитывается следующим образом:

• NH4: 14 + (4 * 1) = 18 г/моль
• HCO3: 1 + 12 + (3 * 16) = 61 г/моль
• Итого: 18 + 61 = 79 г/моль

Шаг 5: Масса гидрокарбоната аммония в смеси.

Теперь можем рассчитать массу гидрокарбоната аммония, которая разложилась:

• m(NH4HCO3) = n * M = 0,05 моль * 79 г/моль = 3,95 г

Шаг 6: Определение массы гидрокарбоната натрия.

Общая масса смеси гидрокарбонатов натрия и аммония составляет 10 г. Следовательно, масса гидрокарбоната натрия (NaHCO3) будет равна:

• m(NaHCO3) = 10 г - m(NH4HCO3) = 10 г - 3,95 г = 6,05 г

Шаг 7: Массовая доля гидрокарбоната аммония.

Теперь можно рассчитать массовую долю гидрокарбоната аммония в смеси:

• Массовая доля = (m(NH4HCO3) / m(смеси)) * 100%
• Массовая доля = (3,95 г / 10 г) * 100% = 39,5%

Ответ: Массовая доля гидрокарбоната аммония в смеси составляет 39,5%.