Какой процент массы азотной кислоты содержится в 300 г раствора, если при взаимодействии с медью выделилось 2,24

Весенний_Лес

8

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать метод пропорций. Давайте начнем с того, что в реакции азотная кислота и медь реагируют между собой. Дано, что при этой реакции выделилось 2,24 л оксида азота.

Для начала, нам нужно определить количество азотной кислоты, которое присутствовало в реакции. Для этого мы можем использовать соотношение азотной кислоты и оксида азота в реакции.

Азотная кислота (HNO3) образует с оксидом азота (NO) соотношение 2:2. Это означает, что если имеется 1 моль азотной кислоты, то будет получено 1 моль оксида азота.

Для того чтобы определить количество азотной кислоты в реакции, мы должны знать количество молей оксида азота. Чтобы это сделать, нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа: \(PV = nRT\), где P - давление, V - объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

По условию задачи нам известен объем оксида азота - 2,24 л, а также известны дополнительные условия, что давление и температура остаются неизменными. Примем давление равным 1 атм и температуру равной 273 К (для удобства вычислений).

Теперь мы можем рассчитать количество молей оксида азота:
\[
n = \frac{{PV}}{{RT}} = \frac{{1 \, \text{атм} \times 2,24 \, \text{л}}}{{0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/моль} \cdot \text{K} \times 273 \, \text{К}}} \approx 0,104 \, \text{моль}
\]

Так как азотная кислота и оксид азота имеют соотношение 2:2, то количество молей азотной кислоты будет равно количеству молей оксида азота, то есть 0,104 моль.

Теперь мы можем рассчитать массу азотной кислоты, приняв во внимание молярную массу азотной кислоты, которая равна 63 г/моль (HNO3 состоит из атомов H, N и O, соответственно их молярные массы равны 1 г/моль, 14 г/моль и 16 г/моль, их сумма равна 63 г/моль).

Масса азотной кислоты будет равна произведению количества молей азотной кислоты на ее молярную массу:
\[
m = n \times M = 0,104 \, \text{моль} \times 63 \, \text{г/моль} \approx 6,23 \, \text{г}
\]

Теперь мы можем рассчитать процент массы азотной кислоты в растворе. Для этого мы должны разделить массу азотной кислоты на массу раствора и умножить на 100%:
\[
\text{Процент массы азотной кислоты} = \frac{{m_\text{азотная кислота}}}{{m_\text{раствор}}} \times 100\% = \frac{{6,23 \, \text{г}}}{{300 \, \text{г}}} \times 100\% \approx 2,08\%
\]

Ответ: процент массы азотной кислоты, содержащейся в 300 г раствора, составляет примерно 2,08%.