Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 4407
2025-11-24 
При взаимодействии пирита $FeS_{2}$ с избытком азотной кислоты выделилось 7.33 л газа с плотностью 1.88 г/л (при 25$^{\circ}$С и давлении 1 атм) и образовался раствор массой 65 г, в котором массовые доли азотной и серной кислот равны. Вычислите массовую долю азотной кислоты в исходном растворе.
Решение:
Рассчитаем молярную массу выделившегося газа:
$M(\text{газа}) = \rho RT / p = 1.88 \cdot 8.31 \cdot 298 / 101.3 = 46 \text{ г/моль},$
которая соответствует $NO_{2}$.
Количество оксида азота (IV):
$v(NO_{2}) = pV / RT = 101.3 \cdot 7.33 / (8.31 \cdot 298) = 0.3 \text{ моль}.$
Запишем уравнение реакции:
$\underset{0.02}{FeS_{2}} + \underset{0.36}{18HNO_{3}} \rightarrow Fe(NO_{3})_{3} + \underset{0.04}{2H_{2}SO_{4}} + \underset{0.3}{15NO_{2}}\uparrow + 7H_{2}O.$
Пусть в исходном растворе содержалось $x$ моль $HNO_{3}$. По условию в конечном растворе массы азотной и серной кислот равны:
$(x - 0.36) \cdot 63 = 0.04 \cdot 98,$
откуда $x = 0.422$ моль.
Выразим массу конечного раствора:
$m(\text{кон.р-ра } HNO_{3}) = m(\text{исх.р-ра } HNO_{3}) + m(FeS_{2}) - m(NO_{2}) = 65 \text{ г},$
откуда масса исходного раствора азотной кислоты составит:
$m(\text{исх.р-ра } HNO_{3}) = 65 - 0.02 \cdot 120 + 0.3 \cdot 46 = 76.4 \text{ г}.$
Массовая доля азотной кислоты в исходном растворе:
$\omega(HNO_{3}) = 0.422 \cdot 63 / 76.4 = 0.348 \text{ (или } 34.8 \text{ %)}.$
Ответ: $\omega(HNO_{3}) = 34.8 \text{ %}.$
При взаимодействии пирита $FeS_{2}$ с избытком азотной кислоты выделилось 7.33 л газа с плотностью 1.88 г/л (при 25$^{\circ}$С и давлении 1 атм) и образовался раствор массой 65 г, в котором массовые доли азотной и серной кислот равны. Вычислите массовую долю азотной кислоты в исходном растворе.
Решение:
Рассчитаем молярную массу выделившегося газа:
$M(\text{газа}) = \rho RT / p = 1.88 \cdot 8.31 \cdot 298 / 101.3 = 46 \text{ г/моль},$
которая соответствует $NO_{2}$.
Количество оксида азота (IV):
$v(NO_{2}) = pV / RT = 101.3 \cdot 7.33 / (8.31 \cdot 298) = 0.3 \text{ моль}.$
Запишем уравнение реакции:
$\underset{0.02}{FeS_{2}} + \underset{0.36}{18HNO_{3}} \rightarrow Fe(NO_{3})_{3} + \underset{0.04}{2H_{2}SO_{4}} + \underset{0.3}{15NO_{2}}\uparrow + 7H_{2}O.$
Пусть в исходном растворе содержалось $x$ моль $HNO_{3}$. По условию в конечном растворе массы азотной и серной кислот равны:
$(x - 0.36) \cdot 63 = 0.04 \cdot 98,$
откуда $x = 0.422$ моль.
Выразим массу конечного раствора:
$m(\text{кон.р-ра } HNO_{3}) = m(\text{исх.р-ра } HNO_{3}) + m(FeS_{2}) - m(NO_{2}) = 65 \text{ г},$
откуда масса исходного раствора азотной кислоты составит:
$m(\text{исх.р-ра } HNO_{3}) = 65 - 0.02 \cdot 120 + 0.3 \cdot 46 = 76.4 \text{ г}.$
Массовая доля азотной кислоты в исходном растворе:
$\omega(HNO_{3}) = 0.422 \cdot 63 / 76.4 = 0.348 \text{ (или } 34.8 \text{ %)}.$
Ответ: $\omega(HNO_{3}) = 34.8 \text{ %}.$
