Question

В водном растворе соляной и азотной кислот массой 170 г соотношение массы воды и массы обеих кислот составляет 3:2. при обработке этого раствора избытком гидрокарбоната натрия выделилось 33,6 литров газа. определите массовые доли каждой из кислот в растворе

Answer 1

21,5 % HCl; 18,5% HNO₃

Объяснение:

mр-ра 170 г

m(H₂O)/m(HCl + HNO₃) = 3|2

V(CO₂) = 33,6 л

Найти:  ω HCl ; ω HCl

Решение

HCl  +  NaHCO₃ = NaCl + CO₂↑ + H₂O

HNO₃  +  NaHCO₃ = NaNO₃  + CO₂↑ + H₂O

   По уравнениям реакций кислот с гидрокарбонатом натрия на 1 моль каждой кислоты выделяется 1 моль (22,4 л при н.у.) углекислого газа.

33,6 : 22,4 = 1,5 (моля) выделилось СО₂ по условию, значит, суммарное количество кислот также 1,5 моля.

    Примем количество соляной кислоты за Х, тогда азотной кислоты будет (1,5 -Х) молей

m(HCl + HNO₃) = 2 * 170 /(2 + 3) = 68 г --- общая масса кислот. Она составлена из массы каждой кислоты в соответствии с числом ее молей в смеси. Т.е. m - масса каждой кислоты рассчитывается  по формуле :

m = M * n, где М -молярная масса, а n - число молей

M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль

M(HNO₃) = 1 + 14 + 16*3 = 63 г/моль

Так как суммарная масса кислот равна 68 г, составим и решим уравнение:

36,5*Х + 63*(1,5 - Х) = 68

36,5Х - 63Х = 68 - 94,5

26,5Х = 26,5

Х = 1   т.е. соляной кислоты в растворе 1 моль

1,5 - Х = 0,5 --- т.е. азотной кислоты в растворе 0,5 моля

Массовая доля кислоты ω рассчитывается по формуле:

ωк-ты  = mк-ты/mр-ра ,  где  m - масса кислоты, m  -масса раствора

ω(HCl) =  36,5 * 1 / 170 ≈ 0,2147 ≈ 21,5 %

ω(HNO₃) = 63 * 0,5 /170 ≈ 0,1853 ≈ 18,5 %

ответ: ω(HCl) ≈ 21,5 % ; ω(HNO₃) 18,5 %