Задание №34 — Типы расчётных задач
При нагревании образца нитрата магния часть вещества разложилась. При этом образовался твёрдый остаток массой 15,4 г. Этот остаток прореагировал с 20 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массу исходного образца нитрата магния и объём смеси газов (в пересчёте на н.у.), выделившихся при частичном разложении нитрата магния.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Твёрдый остаток — смесь оксида магния и не разложившегося нитрата магния. Со щёлочью реагирует только нитрат магния: оксид магния с раствором NaOH не взаимодействует.
Уравнения реакций:
2Mg(NO3)2 → (t°) 2MgO + 4NO2↑ + O2↑
Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaNO3
Не разложившаяся соль — по щёлочи.
m(NaOH) = 20 г · 0,20 = 4 г; n(NaOH) = 4 г / 40 г/моль = 0,1 моль;
остаток прореагировал с этим раствором, то есть на 1 моль соли пошло 2 моль щёлочи:
n(Mg(NO3)2 ост.) = 0,1 моль / 2 = 0,05 моль; m = 0,05 моль · 148 г/моль = 7,4 г.
Разложившаяся соль — по массе остатка.
m(MgO) = 15,4 г − 7,4 г = 8 г; n(MgO) = 8 г / 40 г/моль = 0,2 моль;
весь магний оксида пришёл из разложившейся соли: n(Mg(NO3)2 разлож.) = 0,2 моль.
Искомые величины.
n(Mg(NO3)2 исх.) = 0,2 моль + 0,05 моль = 0,25 моль;
m(Mg(NO3)2 исх.) = 0,25 моль · 148 г/моль = 37 г;
n(NO2) = 2 · 0,2 моль = 0,4 моль; n(O2) = 0,5 · 0,2 моль = 0,1 моль;
n(газов) = 0,4 моль + 0,1 моль = 0,5 моль; V(газов) = 0,5 моль · 22,4 л/моль = 11,2 л.
Проверка: убыль массы при прокаливании 37 г − 15,4 г = 21,6 г равна массе газов 0,4 моль · 46 г/моль + 0,1 моль · 32 г/моль = 18,4 г + 3,2 г = 21,6 г.
Ответ: 2Mg(NO3)2 → (t°) 2MgO + 4NO2↑ + O2↑; Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaNO3; m(Mg(NO3)2) = 37 г, V(газов) = 11,2 л.
Источник: ФИПИ