Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Сначала составим уравнение химической реакции между азотной кислотой и гидроксидом кальция. Это реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль (нитрат кальция) и вода:
$2HNO_{3} + Ca(OH)_{2} \rightarrow Ca(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O$

2. Рассчитаем количество вещества гидроксида кальция $Ca(OH)_{2}$, масса которого дана в условии. Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{m}{M}$.
Молярная масса $M(Ca(OH)_{2}) = 40 + (16 + 1) \cdot 2 = 74$ г/моль.
$n(Ca(OH)_{2}) = \frac{3,7 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} = 0,05$ моль.

3. Определим количество вещества азотной кислоты $HNO_{3}$, необходимое для реакции. Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $HNO_{3}$ и $Ca(OH)_{2}$ относятся как $2 : 1$. Это значит, что кислоты потребуется в два раза больше, чем гидроксида:
$n(HNO_{3}) = 2 \cdot n(Ca(OH)_{2}) = 2 \cdot 0,05 \text{ моль} = 0,1$ моль.

4. Вычислим массу чистой азотной кислоты, содержащейся в растворе:
Молярная масса $M(HNO_{3}) = 1 + 14 + 16 \cdot 3 = 63$ г/моль.
$m(HNO_{3}) = n(HNO_{3}) \cdot M(HNO_{3}) = 0,1 \text{ моль} \cdot 63 \text{ г/моль} = 6,3$ г.

5. Теперь найдем массу раствора азотной кислоты. Зная массовую долю вещества ($\omega = 15\%$ или $0,15$), используем формулу $m_{\text{р-ра}} = \frac{m_{\text{в-ва}}}{\omega}$:
$m_{\text{р-ра}}(HNO_{3}) = \frac{6,3 \text{ г}}{0,15} = 42$ г.

Ответ: 42 г.

Источник: ФИПИ