Вопрос школьника
На гашенную известь, взятую в необходимом количестве, подействовали 3,15кг чистой азотной кислоты. Какую массу нитрата кальция получили, если практический выход в массовых долях составляет 98% по сравнению с теоретическим?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между известью (CaO) и азотной кислотой (HNO3):
CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O
Из уравнения видно, что на каждый моль извести требуется два моля азотной кислоты для полного превращения в нитрат кальция. Таким образом, для расчета количества полученного нитрата кальция необходимо знать количество молей азотной кислоты, которое было использовано.
Для этого необходимо разделить массу азотной кислоты на ее молярную массу:
n(HNO3) = m(HNO3) / M(HNO3) = 3,15 кг / 63 г/моль = 50 моль
Так как на каждый моль извести требуется два моля азотной кислоты, то количество молей извести можно рассчитать как половину количества молей азотной кислоты:
n(CaO) = n(HNO3) / 2 = 50 моль / 2 = 25 моль
Масса нитрата кальция, полученного из 25 моль извести, может быть рассчитана с использованием молярной массы нитрата кальция:
m(Ca(NO3)2) = n(Ca(NO3)2) × M(Ca(NO3)2) = 25 моль × 164 г/моль = 4100 г = 4,1 кг
Однако, в условии задачи указано, что практический выход составляет 98% по сравнению с теоретическим. Теоретический выход можно рассчитать как произведение массы извести на молярную массу нитрата кальция:
m(Ca(NO3)2)теор = m(CaO) × M(Ca(NO3)2) = 1000 г × 100,1 г/моль = 100100 г = 100,1 кг
Таким образом, практический выход составит:
m(Ca(NO3)2)практ = m(Ca(NO3)2)теор × 0,98 = 100,1 кг × 0,98 = 98,098 кг
Ответ: при взаимодействии гашенной извести с 3,15 кг чистой азотной кислоты получили 98,098 кг нитрата кальция.
