На оксид магния массой 4 г подействовали раствором, содержащим 15 г азотной кислоты. Вычислите массу...

Для решения данной задачи необходимо сначала составить уравнение реакции между оксидом магния (MgO) и азотной кислотой (HNO3).

Уравнение реакции: MgO + 2HNO3 -> Mg(NO3)2 + H2O

Согласно уравнению реакции, на 1 моль MgO требуется 2 моля HNO3. Находим количество молей MgO и HNO3:

Моля MgO = масса / молярная масса = 4 г / 40 г/моль = 0,1 моль Моля HNO3 = масса / молярная масса = 15 г / 63 г/моль = 0,238 моль

Так как соотношение между MgO и HNO3 1:2, то для реакции полностью необходимо 0,1 моль MgO и 0,2 моль HNO3. Поскольку у нас есть лишние 0,038 моль HNO3, соль Mg(NO3)2 окажется в избытке.

Теперь находим массу полученной соли Mg(NO3)2. Молярная масса Mg(NO3)2 = 148 г/моль.

Масса Mg(NO3)2 = количество молей молярная масса = 0,1 моль 148 г/моль = 14,8 г

Таким образом, масса полученной соли Mg(NO3)2 составляет 14,8 г.

Чтобы решить эту задачу, нужно последовательно выполнить несколько шагов, включая написание уравнения реакции, вычисление количества реагентов и нахождение массы полученной соли.

Шаг 1: Написание уравнения реакции

Оксид магния (MgO) реагирует с азотной кислотой (HNO₃) с образованием нитрата магния (Mg(NO₃)₂) и воды (H₂O). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

[ \text{MgO} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Mg(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} ]

Шаг 2: Вычисление количества молей реагентов

Масса оксида магния (MgO) дана 4 г. Найдём количество молей MgO:

1. Найдём молярную массу MgO: [ \text{М}\text{MgO} = \text{М}\text{Mg} + \text{М}_\text{O} = 24.3 + 16 = 40.3 \text{ г/моль} ]

2. Вычислим количество молей MgO: [ n{\text{MgO}} = \frac{m{\text{MgO}}}{M_{\text{MgO}}} = \frac{4 \text{ г}}{40.3 \text{ г/моль}} \approx 0.099 \text{ моль} ]

Масса азотной кислоты (HNO₃) дана 15 г. Найдём количество молей HNO₃:

1. Найдём молярную массу HNO₃: [ \text{М}_\text{HNO}_3 = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \text{ г/моль} ]

2. Вычислим количество молей HNO₃: [ n_{\text{HNO}3} = \frac{m{\text{HNO}3}}{M{\text{HNO}_3}} = \frac{15 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0.238 \text{ моль} ]

Шаг 3: Определение лимитирующего реагента

Согласно уравнению реакции, 1 моль MgO реагирует с 2 молями HNO₃. Проверим соотношение:

[ n_{\text{HNO}3} \, \text{необходимо} = 2 \cdot n{\text{MgO}} = 2 \cdot 0.099 \approx 0.198 \text{ моль} ]

У нас есть 0.238 моль HNO₃, что больше, чем необходимо (0.198 моль), значит, MgO является лимитирующим реагентом.

Шаг 4: Вычисление массы полученной соли

По уравнению реакции, 1 моль MgO даёт 1 моль Mg(NO₃)₂:

[ n_{\text{Mg(NO}_3\text{)}2} = n{\text{MgO}} = 0.099 \text{ моль} ]

Найдём молярную массу Mg(NO₃)₂:

[ \text{М}_{\text{Mg(NO}_3\text{)}_2} = 24.3 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 24.3 + 2 \cdot 62 = 24.3 + 124 = 148.3 \text{ г/моль} ]

Вычислим массу полученной соли:

[ m_{\text{Mg(NO}_3\text{)}2} = n{\text{Mg(NO}_3\text{)}2} \cdot M{\text{Mg(NO}_3\text{)}_2} = 0.099 \cdot 148.3 \approx 14.7 \text{ г} ]

Ответ

Масса полученной соли нитрата магния (Mg(NO₃)₂) составляет примерно 14.7 г.

Масса полученной соли будет 19 г.