Какова массовая доля кислоты в полученном растворе, если твердое вещество, полученное при пропускании 11,2 л бурого газа через избыток раскаленных магниевых опилок, обработали водой и полученный газ поглотили 100 г 20%-ного водного раствора соляной кислоты?

Математика 11 класс Химия массовая доля кислоты раствор бурый газ магниевые опилки водный раствор соляная кислота химия расчет концентрация газовые реакции Новый

Для решения данной задачи, нам нужно выполнить несколько шагов, чтобы найти массовую долю кислоты в растворе.

Шаг 1: Найдем количество вещества бурого газа.

Бурый газ — это диоксид азота (NO2). Мы знаем, что 1 моль газа занимает объем 22,4 л при нормальных условиях. Следовательно, для нахождения количества вещества (в молях) бурого газа, мы можем использовать следующую формулу:

n = V / Vm,

где n — количество вещества в молях, V — объем газа, а Vm — молярный объем (22,4 л).

Подставляем значения:

n = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль.

Шаг 2: Найдем массу полученной соляной кислоты.

Согласно уравнению реакции между NO2 и водой, образуется соляная кислота (HCl). Реакция выглядит следующим образом:

3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + HCl.

Из уравнения видно, что на 3 моля NO2 получается 1 моль HCl. Таким образом, из 0,5 моль NO2 получится:

0,5 моль NO2 × (1 моль HCl / 3 моль NO2) = 0,1667 моль HCl.

Шаг 3: Найдем массу соляной кислоты.

Молярная масса HCl равна 36,5 г/моль. Теперь можем найти массу HCl:

m = n × M,

где m — масса, n — количество вещества, M — молярная масса.

Подставляем значения:

m = 0,1667 моль × 36,5 г/моль = 6,083 г.

Шаг 4: Найдем массу раствора.

У нас есть 100 г 20%-ного раствора соляной кислоты. Это значит, что в этом растворе масса HCl составляет:

m(HCl) = 100 г × 0,2 = 20 г.

Теперь добавим массу HCl из реакции к массе HCl в растворе:

Общая масса HCl = 20 г + 6,083 г = 26,083 г.

Шаг 5: Найдем массу раствора после добавления кислоты.

Теперь найдем массу полученного раствора. Исходный раствор весил 100 г, добавим массу HCl, которую мы получили:

Масса раствора = 100 г + 6,083 г = 106,083 г.

Шаг 6: Найдем массовую долю кислоты в растворе.

Массовая доля кислоты (w) определяется как:

w = (m(HCl) / m(раствора)) × 100%.

Подставляем значения:

w = (26,083 г / 106,083 г) × 100% ≈ 24,6%.

Таким образом, массовая доля кислоты в полученном растворе составляет примерно 24,6%.