Какой объем газа с резким запахом выделяется при обнаружении катиона аммония в растворе нитрата аммония, если для этого использовалось 250 мл гидроксида калия, плотность которого составляет 2,044 г/мл и массовая доля 80%? Также, каков выход продукта в 0,044 л аммиака?

Химия 11 класс Химические реакции и расчеты в химии Объём газа катион аммония раствор нитрата аммония гидроксид калия Плотность массовая доля выход продукта аммиак химия реакции с газами Новый

Для решения данной задачи, давайте разберем все шаги по порядку.

Шаг 1: Определение массы гидроксида калия

Сначала нам необходимо рассчитать массу 250 мл гидроксида калия (KOH). Для этого используем формулу:

Масса = Объем × Плотность

Объем KOH = 250 мл = 0,250 л

Плотность KOH = 2,044 г/мл

Теперь подставим значения:

• Масса KOH = 250 мл × 2,044 г/мл = 511 г

Шаг 2: Определение массы чистого KOH

Теперь найдем массу чистого гидроксида калия, учитывая массовую долю (80%):

• Масса чистого KOH = 511 г × 0,80 = 408,8 г

Шаг 3: Определение количества вещества KOH

Чтобы найти количество вещества KOH, используем молярную массу KOH, которая составляет примерно 56,1 г/моль:

• Количество вещества KOH = Масса KOH / Молярная масса KOH
• Количество вещества KOH = 408,8 г / 56,1 г/моль ≈ 7,27 моль

Шаг 4: Реакция между KOH и нитратом аммония

При добавлении KOH к раствору нитрата аммония (NH4NO3) происходит реакция, в результате которой выделяется аммиак (NH3) и вода:

NH4NO3 + KOH → NH3 + KNO3 + H2O

Из уравнения видно, что на каждую молекулу нитрата аммония выделяется одна молекула аммиака.

Шаг 5: Определение объема выделившегося аммиака

Теперь, зная количество вещества KOH, мы можем определить количество выделившегося аммиака:

• Количество вещества NH3 = Количество вещества KOH = 7,27 моль

Шаг 6: Вычисление объема аммиака

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

• Объем NH3 = Количество вещества NH3 × 22,4 л/моль
• Объем NH3 = 7,27 моль × 22,4 л/моль ≈ 162,5 л

Шаг 7: Определение выхода продукта в 0,044 л аммиака

Теперь давайте рассчитаем выход продукта в 0,044 л аммиака. Если у нас есть 162,5 л аммиака, то:

• Выход продукта (в %) = (Объем аммиака / Объем, который мы получили) × 100%
• Выход продукта = (0,044 л / 162,5 л) × 100% ≈ 0,027%

Таким образом, мы получили объем газа с резким запахом (аммиака) равный 162,5 л, а выход продукта в 0,044 л аммиака составил примерно 0,027%.