Решите, пожалуйста: 31. Какова масса веществ в образовавшемся растворе, если хлорид натрия обработали концентрированной серной кислотой, газ растворили в воде и получили 92,6 см³ соляной кислоты с массовой долей w(HCl) = 15,5% (плотность = 1,08 г/см³)?...
31. Какова масса веществ в образовавшемся растворе, если хлорид натрия обработали концентрированной серной кислотой, газ растворили в воде и получили 92,6 см³ соляной кислоты с массовой долей w(HCl) = 15,5% (плотность = 1,08 г/см³)? Также аммиак, полученный с выходом 20% при пропускании над катализатором 50 см³ газов N2 и H2 (в объемном соотношении 1:3), ввели в указанный раствор кислоты.
Для решения данной задачи давайте разберем ее по шагам.
Шаг 1: Найдем массу соляной кислоты (HCl) в растворе.
Мы знаем, что объем полученной соляной кислоты составляет 92,6 см³, а ее плотность равна 1,08 г/см³. Чтобы найти массу HCl, используем формулу:
масса = объем × плотность.
Подставим известные значения:
масса HCl = 92,6 см³ × 1,08 г/см³ = 100,008 г.
Теперь округлим до разумного числа:
масса HCl ≈ 100 г.
Шаг 2: Найдем массу HCl в растворе с учетом массовой доли.
Мы знаем, что массовая доля HCl в растворе составляет 15,5%. Чтобы найти массу раствора, используем следующую формулу:
масса раствора = масса HCl / (массовая доля HCl).
Подставим значения:
масса раствора = 100 г / 0,155 ≈ 645,16 г.
Теперь округлим:
масса раствора ≈ 645 г.
Шаг 3: Найдем массу аммиака (NH3), который был добавлен в раствор.
Мы знаем, что аммиак был получен с выходом 20% из газов N2 и H2 в соотношении 1:3. Объем газов составляет 50 см³. Для начала найдем количество молей газов, используя уравнение состояния идеального газа (при стандартных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л).
Объем газов в литрах:
50 см³ = 0,050 л.
Количество молей газов:
n = V / Vm = 0,050 л / 22,4 л/моль ≈ 0,00224 моль.
Так как соотношение газов N2 и H2 составляет 1:3, то количество молей водорода H2:
n(H2) = 3 * n(N2) = 3 * (0,00224 моль / 4) = 0,00168 моль.
Теперь найдем количество аммиака, который можно получить из этих газов. Из уравнения реакции:
N2 + 3H2 → 2NH3
Мы видим, что на 1 моль N2 требуется 3 моль H2 для получения 2 моль NH3. Поэтому количество аммиака, которое можно получить:
n(NH3) = 2 * n(N2) = 2 * (0,00224 моль / 4) = 0,00168 моль.
С учетом выхода 20%:
n(NH3, полученный) = 0,00168 моль * 0,2 = 0,000336 моль.
Шаг 4: Найдем массу аммиака.
Молярная масса NH3 ≈ 14 + 3*1 = 17 г/моль.
Теперь можем найти массу аммиака:
масса NH3 = n(NH3) * молярная масса NH3 = 0,000336 моль * 17 г/моль ≈ 5,71 г.
Шаг 5: Найдем общую массу веществ в образовавшемся растворе.
Теперь мы можем найти общую массу раствора, сложив массу HCl и массу NH3:
общая масса = масса раствора + масса NH3 = 645 г + 5,71 г ≈ 650,71 г.
Итак, итоговая масса веществ в образовавшемся растворе составляет примерно 650,71 г.
