Задача записана со слов ученика, может чем-то отличается от оригинала!
задача №34
Массовая доля кислорода в навеске нитрата цинка и нитрата серебра равна 0,3629. Эту навеску прокалили до постоянной массы, и образовался кислород объемом 6,72л. Такую же навеску растворили в 250 мл воды, и добавили 200 мл бромида бария с массовой долей 22,3%. Примите плотность всех растворов за 1г/мл. Найдите массовую долю нитрат-ионов в конечном растворе.
Решение:
1) Обозначим n(Zn(NO₃)₂)= x моль, n(AgNO₃)= y моль
Составим первое уравнение из первого предложения "Массовая доля кислорода в навеске нитрата цинка и нитрата серебра равна 0,3629", для этого определим число атомов кислорода в начальных соединениях, а потом найдем количество вещества атомов кислорода и массу атомов кислорода:
- n(O) = 6x+3y
- m(O) = (6x+3y)∙16
Выразим массу нитратов цинка и серебра через x и y:
- m(Zn(NO₃)₂)= 189x
- m(AgNO₃)= 170y
Cоставим первое уравнение с массовой долей атомов кислорода в исходной смеси:
преобразуем уравнение в упрощенный вид:
y=2x
2) Напишем реакции "Эту навеску прокалили до постоянной массы, и образовался кислород объемом 6,72л"
2Zn(NO₃)₂ = 2ZnO + 4NO₂ + O₂
2AgNO₃ = 2Ag + 2NO₂ + O₂
- Рассчитаем количество вещества кислорода n(O₂)= V/22,4=6,72/22,4= 0,3 моль
- определим количество вещества O₂ по уравнениям реакций:
n(O₂)= 0,5x + 0,5y
составим второе уравнение: 0,5x + 0,5y =0,3
и решим систему из двух уравнений:
n(Zn(NO₃)₂)= 0,2 моль, n(AgNO₃)= 0,4 моль
2) Переходим ко второй части задачи.
Реакции "Такую же навеску растворили в 250 мл воды, и добавили 200 мл бромида бария с массовой долей 22,3%"
Zn(NO₃)₂ + BaBr₂ ≠ ❗️отметим, что Zn(NO₃)₂ остается в р-ре!
2AgNO₃ + BaBr₂ = 2AgBr + Ba(NO₃)₂
- Рассчитаем массу раствора, массу вещества и количество вещества бромида бария:
m p-pa BaBr₂ = V∙ρ= 200∙1=200 г
m BaBr₂ = m p-pa ∙ ω = 200 ∙ 0,223 = 44,6 г
n(BaBr₂)= m/M=44,6/297= 0,15 моль
- Бромид бария в недостатке, поэтому считать будем по нему. Определим сколько прореагировало и осталось AgNO₃, сколько образовалось осадка AgBr и сколько образовалось в растворе Ba(NO₃)₂:
n(AgNO₃) прореаг. =0,3 моль
n(AgNO₃) ост. =0,4 - 0,3 = 0,1 моль
n(AgBr) =0,3 моль
n(Ba(NO₃)₂) =0,15 моль
- определим количество вещества нитрат-ионов в конечном растворе, соберем из всех соединений с нитрат-ионом, которые остались или образовались в растворе:
n(NO₃⁻)=0,8 моль
Определим массу нитрат-ионов:
m(NO₃⁻)=n ∙ M = 0,8 ∙ 62 = 49,6 г
3) Рассчитаем массовую долю нитрат-ионов в конечном растворе.
Для этого рассчитаем массу раствора конечного:
m рр= m(Zn(NO₃)₂) + m(AgNO₃) + m(H₂O) + mрр(BaBr₂) - m(AgBr)
- m(Zn(NO₃)₂) = 0,2 ∙189 = 37,8 г
- m(AgNO₃) = 0,4 ∙170 = 68 г
- m(H₂O) = 250 ∙ 1= 250 г
- mрр(BaBr₂) = 200 г
- m(AgBr) = 0,3 ∙ 188 =56,4 г
m рр= 37,8 + 68 + 250 +200 - 56,4 = 499,4 г
Найдем массовую долю нитрат-ионов в конечном растворе:
ω(NO₃⁻)= 9,9%
Ответ: 9,9%
