При гидролизе смеси нитрида кальция и нитрида лития с массовой долей азота 30% произошло образование аммиака
При гидролизе смеси нитрида кальция и нитрида лития с массовой долей азота 30% произошло образование аммиака. Образовавшийся аммиак пропустили через 80 мл бромоводородной кислоты. В результате этой реакции молярная концентрация кислоты уменьшилась с 2,8 до 1,2 моль/л (изменение объема раствора за счет поглощения газа не учитываем). Требуется определить массу исходного образца смеси нитридов.
Muzykalnyy_Elf 20
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон сохранения массы и закон Гей-Люссака - пропорциональность объемов реагирующих газов и их стехиометрических коэффициентов.Сначала найдем количество аммиака, образовавшегося при гидролизе и реакции с бромоводородной кислотой. Для этого воспользуемся законом Гей-Люссака и рассмотрим уравнение реакции:
3Li3N + Ca3N2 + 6H2O -> 6NH3 + 3Ca(OH)2 + 3LiOH
Из уравнения видно, что каждый 3 моля нитрида лития реагируют с 1 молью нитрида кальция и образуются 6 молей аммиака.
Пусть x - масса исходного образца смеси нитридов.
Молярная доля азота в смеси равна 30%, следовательно, молярная доля кальция составит (100 - 30)% = 70%.
Согласно закону сохранения массы, масса нитрида кальция в исходной смеси равна 0.70x.
Масса нитрида лития равна 0.30x.
Также, согласно закону Гей-Люссака и уравнению реакции, количество образовавшегося аммиака равно кратному числу молей катионов лития, т.е. количеству молей нитрида лития в исходной смеси.
Используя ранее сказанное, имеем:
\(6 \, \text{моль аммиака} = 0.30x \, \text{моль нитрида лития}\)
Теперь, когда мы знаем количество аммиака, пропущенного через 80 мл бромоводородной кислоты, можем рассчитать количество исходной кислоты, использованной в реакции.
Молярная концентрация кислоты изменилась с 2.8 до 1.2 моль/л, следовательно, разница в концентрации составляет 2.8 - 1.2 = 1.6 моль/л.
Объем использованной кислоты равен 80 мл = 0.08 л.
Теперь, используя полученные данные, можно рассчитать количество использованной кислоты:
\(1.6 \, \text{моль/л} \times 0.08 \, \text{л} = 0.128 \, \text{моль}\)
Для определения массы исходного образца смеси нитридов, нам необходимо выяснить соотношение между количеством использованной кислоты и молей нитрида лития.
Из уравнения реакции видно, что каждый 3 моля нитрида лития реагируют с 6 молями аммиака. Следовательно, 0.30x молей нитрида лития соответствуют 0.60x молям аммиака.
Используя это соотношение, можем установить следующее:
\(0.128 \, \text{моль аммиака} = 0.60x \, \text{моль нитрида лития}\)
Теперь осталось только правильно связать все уравнения, чтобы найти искомое значение:
\(0.60x \, \text{моль нитрида лития} = 0.30x \, \text{моль нитрида лития}\)
\(0.30x \, \text{моль нитрида лития} + 0.70x \, \text{моль нитрида кальция} = x \, \text{г}\)
Таким образом, масса исходного образца смеси нитридов составляет \(x\) граммов.